今年1月，奥迪的《机动车辆的牵引电池》专利公布，这个电池系统有点像是PPE平台的电池方案设计，我们从这个专利里面可以解读出PPE在之前的E-tron跟MEB平台设计的差异性——这套电池设计的高度是比较矮的，是适用于轿车的面向高端化的设计构思。
 

图1 专利描述

 

     1） PPE模组结构

 

    在下面的示意图中，展示了八个电池模块（模块壳体）和（14）八个可弹性变形的元件。这个8个壳体往下细翻，可以看出PPE的模组设计方案，是建立在MEB的590基础上的，这里设计的思路，是使用两个横向分割长度的模组，形成一个一体化结构的长模组设计，长模组之间含有中间隔板，将模组分为前后两个部分。用专利的说法是，电池长模组包含了下面的长模组壳体，主要包含两个对置的第一侧板（长边，我们通常成为侧板） 和两个对置的第二端板（窄边），这两个板相拧接。
 

图2 PPE的模组方案

 

       现实来说，这个有点像之前蜂巢展示的一个长条的CTP方案，如下图所示，这两个在结构上比较相似。为了保证足够的压力，这里中间还是放置了隔板，可以兼容原有的软包和方壳电芯的方案。也就是说，在这里两种不同的电芯放进去以后通过分隔板之后形成一体化，中间可以做电气分割，也可以直接进行串联，然后像下图蜂巢那样做的长模组直接进行连接点的串联，以保证电气连接的简洁性。

 

       专利的说法：侧壁21a、21b（软包的排布）和中间壁30（方壳的排布）尤其用于接收所谓的膨胀力，该膨胀力作为由电池模块的体积变化而导致的力，应对在对电池模块充电和放电时能够形成这样的体积变化。
 

图3 蜂巢的CTP展示效果

 

       在这个里面，有个很重要的特征，是模块壳体的底板，是把冷却板直接集成在这个里面，所以在两个对置的窄边上侧壁伸出冷却剂，这是考虑结构的简洁性，把电池的冷却板集成在底板上。这块板由上下两部分拼接而成，通过两边和中间的接合，构造出了冷却液流道，如下图，由一端进，另一端出。

 

       专利的说法备注：相应的模块壳体的底壁具有上板和下板，上板和下板在第一区段上彼此贴靠并且在彼此连接，并且其中所述上板和下板在第二区段上是彼此间隔开的，同时形成冷却通道。
 

图4 模组的冷却结构

 

      2） 从模组的角度看问题

 

    在这个方案里面，我们能看到对于Pack的简化，把原来390&590的模组进一步强化，奥迪工程师的想法就是把模组变大，使得它具备通用性而且能够吸收相当的一部分Pack的功能，而Pack的外围就只有弹性保护、底板、外框和四周的壳体。可以说这里Pack倒是非常简化，模组做完以后就能够十分简单的把保护件搭起来。严格来说，把保护的那部分放在车上，特别是外框集成底盘，这个路子也是走得通的，相比CTP有两个显著优点——兼容软包和方壳，也同时把Pack简化了，而且能把一部分的结构设计在车里面。
 

图5 PPE电池系统的整体结构

 

      小结：

   相比MEB，可以看到PPE的电池设计还是费了很多的心思，也是努力在降低成本，尽可能把Pack的组装和设计简单化。这个电池设计的好处是模组之间相互独立，能拆，而且长模组前后两部分也可以分断，一定程度上使得维修的可行性和便利性更好一些，我认为这套设计还是很出彩的。

 

       作者简介：朱玉龙，资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师，目前从事新能源汽车电子化工作，10年以上的新能源汽车专业从业经验，在电池系统、充电系统和电子电气架构方面有较深的认识和实践。