沃尔沃SPA2电池设计细节

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SPA2的平台 SPA2的BEV平台,是基于沃尔沃SPA的架构上魔改出来的,电池系统是在之前SPA2的PHEV电池空间中间布局基础上做了很多的修改。

找到一篇有关SPA2的电池系统外壳设计优化的论文,里面有关SPA2平台也就是我们看到极星2的电池系统的设计的细节。

在本文中也是为了做一些补充,从当下的角度来看,参考的意义并不大。由于这篇论文主要分两部分,一部分是背景介绍,然后聚焦到采用不同的材料实现轻量化的路径,我也想分为两部分来做一些整理。

SPA2的平台 SPA2的BEV平台,是沃尔沃基于SPA的架构上魔改出来的,如下所示,电池系统是在之前SPA2的PHEV电池空间中间布局基础上做了很多的修改。电池内部的主体结构主要包括电池壳体、冷却系统、自动断开单元、母线排、电池模组和电池上盖。

电池

图1 SPA2电池平台的基本结构 

如图2所示,从这个角度能把整体的部件结构分清楚,和目前往大模组(长模组结构或者是双排大模组)和CTP相比,由于模组的分散性,对应的BMS的采样线、铜排设计和水冷板设计都相对比较复杂。

电池

图2 SPA2电池分解试图 

如下如所示,基于小模组的设计的铜排+高压线的连接,一个是需要根据模组的间距配置不同的连接,里面可能用到不同的部件,从数量和复杂度来看在之前的设计中是很难规避的,从总的成本可能在600的基数,过渡到大模组可以实现1/3左右的成本,很大一部分是被模组内的铝排设计所替代.

电池

图3 SPA2的铜排和高压线连接设计 

在之前Polestar 2的模组是以软包电芯的形式发布的,如下图所示,在中国的版本中采用的方壳电池,12颗电芯组成一个模组,然后每3颗电芯配置一个缓冲的泡棉。

图4 SPA2电池系统的方壳模组设计

在电池系统里面,BDU的设计和之前是比较相似的,为了节约高度和连接设计,主接触器都躺下来,分快充、前驱和后驱来配置熔丝,并且为主要的辅助供电路径也使用了高压继电器。

图5 SPA2电池系统的BDU设计 

采用叠起来的模组设计,需要仔细地考虑二层模组的散热和固定,在这里面延续我们比较熟悉的导热垫的设计方法,如下图所示为电池系统配置散热系统,这里存在多块不一样的导热板,也客观增加了成本。

图6 SPA2电池的冷却板 

最后一部分是这个电池托盘的设计,整个托盘包含横梁(保护电池模块免受侧向方向的碰撞载荷),9个底板(保护电池免受底部方向侵入),门槛梁位于托盘托盘的左右两端(承受横向碰撞载荷)和铸件(托盘的前后两侧,承受汽车前后方向的碰撞载荷) 

电池

图7 SPA2电池的托盘 

后续的托盘材料优化和选择,主要是根据以下的侧柱碰的最坏情况来分析的。

电池

图8 侧柱碰下的托盘保护结构 

小结:这是一份资料性的总结,供各位读者参考,从这个电池系统的设计来看,是没考虑热失控方面的内容的。

原文标题:【亿纬动力•总工札记】沃尔沃 SPA2 电池设计细节

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责任编辑:haq

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