今年1月，奧迪的《機動車輛的牽引電池》專利公布，這個電池系統有點像是PPE平臺的電池方案設計，我們從這個專利里面可以解讀出PPE在之前的E-tron跟MEB平臺設計的差異性——這套電池設計的高度是比較矮的，是適用于轎車的面向高端化的設計構思。
 

圖1 專利描述

 

     1） PPE模組結構

 

    在下面的示意圖中，展示了八個電池模塊（模塊殼體）和（14）八個可彈性變形的元件。這個8個殼體往下細翻，可以看出PPE的模組設計方案，是建立在MEB的590基礎上的，這里設計的思路，是使用兩個橫向分割長度的模組，形成一個一體化結構的長模組設計，長模組之間含有中間隔板，將模組分為前后兩個部分。用專利的說法是，電池長模組包含了下面的長模組殼體，主要包含兩個對置的第一側板（長邊，我們通常成為側板） 和兩個對置的第二端板（窄邊），這兩個板相擰接。
 

圖2 PPE的模組方案

 

       現實來說，這個有點像之前蜂巢展示的一個長條的CTP方案，如下圖所示，這兩個在結構上比較相似。為了保證足夠的壓力，這里中間還是放置了隔板，可以兼容原有的軟包和方殼電芯的方案。也就是說，在這里兩種不同的電芯放進去以后通過分隔板之后形成一體化，中間可以做電氣分割，也可以直接進行串聯，然后像下圖蜂巢那樣做的長模組直接進行連接點的串聯，以保證電氣連接的簡潔性。

 

       專利的說法：側壁21a、21b（軟包的排布）和中間壁30（方殼的排布）尤其用于接收所謂的膨脹力，該膨脹力作為由電池模塊的體積變化而導致的力，應對在對電池模塊充電和放電時能夠形成這樣的體積變化。
 

圖3 蜂巢的CTP展示效果

 

       在這個里面，有個很重要的特征，是模塊殼體的底板，是把冷卻板直接集成在這個里面，所以在兩個對置的窄邊上側壁伸出冷卻劑，這是考慮結構的簡潔性，把電池的冷卻板集成在底板上。這塊板由上下兩部分拼接而成，通過兩邊和中間的接合，構造出了冷卻液流道，如下圖，由一端進，另一端出。

 

       專利的說法備注：相應的模塊殼體的底壁具有上板和下板，上板和下板在第一區段上彼此貼靠并且在彼此連接，并且其中所述上板和下板在第二區段上是彼此間隔開的，同時形成冷卻通道。
 

圖4 模組的冷卻結構

 

      2） 從模組的角度看問題

 

    在這個方案里面，我們能看到對于Pack的簡化，把原來390&590的模組進一步強化，奧迪工程師的想法就是把模組變大，使得它具備通用性而且能夠吸收相當的一部分Pack的功能，而Pack的外圍就只有彈性保護、底板、外框和四周的殼體。可以說這里Pack倒是非常簡化，模組做完以后就能夠十分簡單的把保護件搭起來。嚴格來說，把保護的那部分放在車上，特別是外框集成底盤，這個路子也是走得通的，相比CTP有兩個顯著優點——兼容軟包和方殼，也同時把Pack簡化了，而且能把一部分的結構設計在車里面。
 

圖5 PPE電池系統的整體結構

 

      小結：

   相比MEB，可以看到PPE的電池設計還是費了很多的心思，也是努力在降低成本，盡可能把Pack的組裝和設計簡單化。這個電池設計的好處是模組之間相互獨立，能拆，而且長模組前后兩部分也可以分斷，一定程度上使得維修的可行性和便利性更好一些，我認為這套設計還是很出彩的。

 

       作者簡介：朱玉龍，資深電動汽車三電系統和汽車電子工程師，目前從事新能源汽車電子化工作，10年以上的新能源汽車專業從業經驗，在電池系統、充電系統和電子電氣架構方面有較深的認識和實踐。