奧迪的PPE平臺電池專利解析

1 月 10 日，奧迪的《機動車輛的牽引電池》專利公布，這個電池系統(tǒng)有點像是 PPE 的電池方案設(shè)計，我們從這個專利里面可以解讀出 PPE 在之前的 E-tron 和 MEB 平臺設(shè)計的差異性，還有這個比較矮的，適用于轎車的面向高端化的設(shè)計構(gòu)思。?

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圖 1 專利描述

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PPE 模組結(jié)構(gòu)

在下圖中示意的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(shè)計方案，是建立在 MEB 的 590 基礎(chǔ)上的，這里設(shè)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(jié)構(gòu)的長模組設(shè)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，電池長模組包含下面的長模組殼體，主要包含兩個對置的第一側(cè)板（長邊，我們通常成為側(cè)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(xiàn)實來說，這個有點像之前蜂巢展示的一長條的 CTP 方案，如下圖所示，這兩個在結(jié)構(gòu)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(lián)，然后像下圖蜂巢那樣做的長模組直接進行連接點的串聯(lián)以保證電氣連接的簡潔性。專利的說法：側(cè)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(dǎo)致的力，應(yīng)對在對電池模塊充電和放電時能夠形成這樣的體積變化。?

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圖 2 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，這個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(cè)壁伸出冷卻劑，這是考慮結(jié)構(gòu)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(gòu)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(yīng)的模塊殼體的底壁具有上板和下板，上板和下板在第一區(qū)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(qū)段上是彼此間隔開的并且形成冷卻通道。?

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圖 3 模組的冷卻結(jié)構(gòu)?

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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，奧迪的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(dāng)?shù)囊徊糠?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。我可以這么形象的說法，這里 Pack 倒是非常簡化，模組做完以后就可以非常簡單把保護件搭起來。嚴(yán)格來說，把保護的那部分放在車上，特別是外框集成底盤，這個路也是走得通的。這里比 CTP 有兩個大的有點，兼容軟包和方殼，也同時把 Pack 簡化了，而且能把一部分的東西設(shè)計在車?yán)锩妗?

圖 4 PPE 電池系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)?

小結(jié)：相比 MEB，PPE 的電池設(shè)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(shè)計簡單化。這個好處模組之間是獨立的，能拆，而且長模組前后兩部分也可以分?jǐn)?，一定程度上維修性更好一些，我覺得這個東西設(shè)計的還是不錯的