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Porsche Taycan電池系統(tǒng)技術(shù)（1）：水冷板設(shè)計(jì)

2021-03-16 23:06:00·  來源：知化汽車  作者：知化小編  
　
今天來看下Porsche Taycan液冷系統(tǒng)的水冷板設(shè)計(jì)。分3個(gè)部分：（1）冷板與下箱體的集成；（2）冷板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（3）電芯與冷板的導(dǎo)熱路徑。Taycan是基于J1平臺(tái)開
今天來看下Porsche Taycan液冷系統(tǒng)的水冷板設(shè)計(jì)。分3個(gè)部分：（1）冷板與下箱體的集成；（2）冷板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（3）電芯與冷板的導(dǎo)熱路徑。
 
Taycan是基于J1平臺(tái)開發(fā)的一款高端BEV，J1平臺(tái)與Audi e-tron所使用的MLB evo平臺(tái)類似，均是基于燃油車平臺(tái)改造的，是一個(gè)過渡階段的平臺(tái)技術(shù)，二者最終都會(huì)采用PPE平臺(tái)技術(shù)。

因此，Taycan和Audi e-tron的電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在許多的共性技術(shù)，但又會(huì)有細(xì)小的差異，這里我們就具體來比較下它們在水冷板設(shè)計(jì)上的差異。

首先，二者都是采用的冷板集成到下箱體的方案，這是近些年水冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)主流方向。
 
 
這個(gè)方案最具優(yōu)勢的一點(diǎn)就是將冷卻液與電芯/模組隔絕了，消除了一個(gè)安全隱患。Taycan的模組布置分上、下層，所以它的水冷系統(tǒng)也是分上下層，總共有13個(gè)冷卻支路，如下圖所示。與e-tron相同，整個(gè)水冷板通過結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱膠與下箱體粘接在一起，冷卻液的進(jìn)、出水口在電池包的同一端，所有13個(gè)支路均從一側(cè)進(jìn)水，另一側(cè)出水。
 
第二，每個(gè)冷卻支路有2個(gè)水冷管并聯(lián)，水冷管采用口琴管的方案。從冷管的橫截面圖可以看出，每根冷管共有10個(gè)并聯(lián)流道，每個(gè)流道的尺寸為3mm*2mm；整個(gè)冷管的厚度約為4mm，寬度約為35mm。
 
Taycan冷管橫截面
 
這點(diǎn)與e-tron是不同的，e-tron每個(gè)支路就是一個(gè)水冷管，這單根水冷管的寬約為84mm，共有28個(gè)流道，流道的尺寸約為2.6mm*1.7mm；整個(gè)冷管的厚度約為2.5mm，比Taycan薄得多。390模組的寬度大約為151mm，按此估計(jì)，Taycan的冷板面積大約占整個(gè)模組底面的46.4%，e-tron的冷板面積大約占整個(gè)模組底面的55.6%；如下圖所示。
 
我覺得大眾在這里嘗試了兩種方案，同樣是390模組，對比下來后，可以為后續(xù)的水冷設(shè)計(jì)做下積累。如果我們再把橫向比較的范圍拉長些，比如把MEB的590模組考慮進(jìn)來，再對比MEB的整塊大的水冷板，就可以提取出很多更有價(jià)值的東西。我們就能夠看到大眾在同一代技術(shù)（390）中的方案演變，和到下一代技術(shù)（590）中的迭代。這也間接告訴我們大眾是如何來進(jìn)行大模組水冷設(shè)計(jì)的。

最后，我們來看下冷板和電芯之間的導(dǎo)熱路徑。
 
 
上面這個(gè)圖很清晰地展示了電芯-模組-冷板之間的連接關(guān)系，電芯的熱在橫向上，會(huì)通過電芯大面之間的膠相互傳導(dǎo)，然后在縱向傳遞到模組殼體的藍(lán)色結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱膠，藍(lán)色膠再傳遞給模組的鋁殼體，模組殼體再通過粉色的導(dǎo)熱膠傳遞給PACK箱體，PACK箱體再通過結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱膠傳遞給冷板。概況如下：

電芯→藍(lán)色結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱膠→模組殼體→粉色導(dǎo)熱膠→PACK下箱體→結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱膠→水冷板

漫長的一個(gè)路徑。

包括冷板在內(nèi)，Taycan的整個(gè)電池系統(tǒng)技術(shù)是比較傳統(tǒng)和保守的，與國內(nèi)并沒有太大的差距，德國企業(yè)目前的電氣化的方案往往都還是比較成熟的解決方案。
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