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FF91的浸没式冷却模组

 知化汽车 2021-07-30
《FF车型规划和电池系统》中我们初次探讨了FF的电池系统及模组方案,主要基于FF的投资人交流材料和它的专利,这里我们稍微更新下FF的模组设计,来自于门罗对FF的介绍。


从公开的信息上,我们已经可以确认,FF采用的是基于21700圆柱电芯的技术路线,它的电池平台是模块化的思路,通过模组数量的增减来匹配不同的电量和续航。目前能够看到的电量版本包括:43kWh、65kWh、87kWh和103kWh。

这里增减的模组是集成后的大模组形态,如下所示,它是由6个小模组构成。这个方案思路早有案例,像三菱的Outland PHEV就是这种设计。

(注:图中推测的BMU板子,FF称之为MMB,另一个小的板子可能是低压连接)

我们单独把模组拎出来,先看下去掉汇流排组件的形态,面向我们的模组面有96个电芯,推测是8S12P,这样两个面共计192个电芯。此外可以看出来,图示中的21700电芯与特斯拉的21700电芯在正极端有些差异,它中间有凸起的部分。

接下来单独看下汇流排组件,你也可以把它称之为CCS,如下所示。这个是背面,即与电芯正极端相连接的面,灰色一端推测是低压输出的连接处,这里我们不能确定这个颜色是既有的设计还是在拆解中做了标识。

这个组件是一个多层结构,它把汇流、低压采样和连接集成为一体,是一个不断在有技术创新和进步的领域。尤其是对于圆柱采用底部水冷,必须要先解决这个正极端的电连接问题。门罗推测特斯拉在4680的方案中采用的也将是类似的组件,他在之前的一个视频也做了个示例,用于说明这种层状集成。

(注意:这只是个举例,实际的方案要比这复杂的多)

我们在特斯拉的专利已经看到了这种方案,详细地阐述了如何来实现这种技术,感兴趣的可以找来研究下:底部水冷(专利号:US20190319249A1)+顶端电连接(专利号:US20140212695A1)。

CCS组件将一直会是后面电池系统集成的一个焦点领域,方形、软包本身就已经把这块单独独立出来,尤其是方形电芯,底部水冷一直是个标配。这个领域的一个研究方向在于大电流的散热,还是有些学问题在里,这考验汇流排的设计-有限空间、轻量化、同时能过大电流。

将汇流排集成后的模组如下所示,有粉色贴纸的一端用于高、低压连接,这个设计可以重点参考它的两个专利CN108140746A(车辆储能系统;这个可以重点研究,整个专利有107页)+CN107925015(用于车辆能量存储系统的全浸没式蓄电池)。

这个模组的冷却采用的是冷板+浸没,电芯被某种绝缘的液体包裹,这种液体是电芯和冷却系统之间的媒介,将电芯的热量传递给冷却系统或是将加热传递给电芯。我们还没有看到里面具体是如何设计的。专利中有个模组的爆炸图供大家的参考:

这种浸没式的模组之前国内也早有先例,但由于当时有比能量的补贴政策限制,这个方案逐渐退出了市场,FF91是目前看到的最新一款量产浸没式模组的车型。这种方案有其优点所在,后面我们单独聊下。

相比于浸没式的冷却,汇流排的集成更值得我们关注,这是个趋势技术所在。


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