本田的电池模组和冷板设计

汽车电子设计 2020-04-19 00:00

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引

言

继续昨天的话题，把本田的两代PHEV、BEV的电池系统内的热管理设计单独拿出来细致的分解下。总体来说，本田的电池系统设计带着非常强的演进方式，我们可以把这两个设计，和后续本田和通用的BEV3的模组设计来比较，是存在很多设计理念方面迭代和演进的地方。

电池系统参数的概览

这两台车的模组数量是比较一致的，Clarity PHEV和Honda BEV的电池参数如下所示。Honda e BEV是在Clarity PHEV的基础上把电芯往高能量密度的方向在改进。模组的数量从17个改为12个，模组的长度按照示意图来看，是进一步拉长了一些。整个电池报的结构布置，基本是沿用的；在电子电气方面，把两个配电盒合并放在电池系统的输出前方，两个BMS左右配置的方式也是和之前完全一样的。

图1 两个电池系统的配置对比

备注：目前松下的电芯，猜测可能是50Ah左右的，串数增加，总电压在350V左右如下图所示，在电池系统内模组是横着放，还是竖着放的设计来看，横着放的有大众、通用、福特、丰田、本田、宝马；竖着放的有特斯拉；横竖结合以竖为主的为现代/起亚、奔驰两家。

电池系统内冷却结构

而内部水冷板，Honda e是沿用之前的方案，采用了独立的水冷板的方式，两个模组共用一块长的水冷板（Water Jacket）布置在个模组的底部。和之前不一样的地方：

1）PHEV：从一头进另一头出，从尾部的四块水冷版接入，然后从头部的三块板串行输出

2）BEV：进出水口设置在冷板的中间，进出水管也布置在中间，这里在之前的做法里面，改进了串联的部分，这里可能也涉及到一定的妥协

备注：目前来看，绝大部分专用的BEV平台都是考虑把电池托盘和水冷板一体化

图2 电池系统内的冷却板

这里两个电池包的宽度也可能有一定的差异，之前PHEV的冷板明显是一整块，而BEV的做法是两块结合在一起，和中间的板子结合在一起，这个TIM是一整块。

图3 之前的冷板的设计

两个系统的流速是有一定的差异的，一个是1.5L/min，差异在0.5K/min；而并联后的流速的需求在1.3L/min左右，实际的差额是大于0.5K/min，这里还是7个流道回路和12个流道回路的设计差异。

图4 两个冷板设计内的冷却液流速差异

与之前的水冷板相比，由于BEV里面的水冷板需要打个圈，这里采取了口琴管式的18个流道。在这里设计改进还有水冷板的支撑结构，之前的电池系统是采用机械弹簧，这次的设计改进主要是在底座和水冷板上进行设计改进。是综合考虑橡胶支座高温老化特性、导热垫的粘弹性特性，冷却板的截面刚度以及组成部件的高度公差来优化设计。这里的Thermal Pad每个模组分了四条黄色的带，可能等到拆解才能看得清楚，如果这样可能采用了涂导热胶的工艺节约整体的用Thermal Pad的量。