开箱:现代Ioniq5 的800V电池平台

Ioniq5是现代汽车基于E-GMP的首个纯电动车型,从电量上看,全球共有3个版本:分别为58kWh、72.6kWh和77.4kWh,其中77.4kWh的仅在北美销售,这3个版本的电池系统参数如下:
借助于韩国网友的拆解,我们这里分析了72.6kWh这款包的一个总体设计,可以首次了解到现代E-GMP的这个800V电池平台是如何构建的。

1、电池系统对外接口布置

电池包的外观如下图:

机械接口:下箱体是型材拼焊的,两侧和前后面,以及电池包中央区域(6个固定点+前2个固定点,共计8个),设计有紧固孔,用于整包与车底盘的连接固定;上盖有10条NVH垫。

电接口:后端面布置有3个对外的电接口,中间的橘黄色是对应后轮电机的连接器,右侧黑色的是低压通讯接口,左侧的是OBC。这里看不到前端面的布置,还有另一个电机(前轮)高压接口。

上下箱体连接:图中有个值得注意的地方,我用红色圈出来了,这涉及到上盖和下箱体的连接和密封,它的实现方案为下箱体+橡胶密封条+上盖+压条(下图红色箭头)。红色圈中的黑色紧固件用于在装配时对压条进行固定,同其他紧固件(白色)区分开来。上盖的材料推测是钢,但比较薄,所以用了压条进行加强。

2、电连接布置

这个72.6kWh的车型,由30个模组串联而成,每个模组由12个电芯,2P6S,所以该电池包的成组为2P180S。

整体的高压连接由汇流排+高压线束构成,汇流排用于模组、高压器件之间的连接,线束用于前端电机输出口的连接,走中间通道;E-GMP的模组为一端出输出极,所以现代在模组布置时,左、右侧模组的朝向是相反的,总的电连接原理图如下所示:

在后端这个狭长空间,E-GMP将管理高压的BDU和管理电池的BMS分别布置在左右两侧,这里也可以清晰地看出高压在BDU的进和出。

电连接这里集中体现了目前韩系企业的技术路线,仍然停留在采用低压线束、高压线束在模组的上方来回布置,看来了就比较乱了,而且容易出现问题。这里模组间的busbar横跨的距离比较大,而且数量也多,在机械冲击下容易产生变形位移,所有贴有黑色的泡棉类物体,利用上盖进行施加一定的预紧力。

3、模组的固定与冷却

模组的固定是通过伸出的4个角紧固在下箱体的横梁上,在装配时模组搭在箱体横梁;对于并联在一起的模组,它的伸脚一个高一个低,正好配合在一起,利用一个螺栓同时固定起来,这个设计是比较讨巧的。

在最外侧的模组的箱体纵梁上,设计有模组挡板,对模组的横向加强固定。

最后再探讨下Ioniq5的冷却设计,现代曾对此进行过阐述,总体的思路是采用箱体集成冷板的,上图中的下箱体就是这里的lower cover,将冷板与模组隔离开,实现箱体内的干湿分离,这个方案与IPACE、e-tron、MEB类似。但采用了大冷板的技术,有点像冲压流道或冲压凸包。

这个热管理的方案还是较为有成效的,但对于如何来处理热失控,没有看到。这是韩企一个通病,他们对于热失控的设计不足,包括E-GMP在内,30个模组,没有显著的物理隔离,没有设计有效的被动热失控防护如云母之类,也没有清晰的泄爆路径。

小结:

  • 800V平台对于电池系统来说,与400V的没有太大的区别,足够的冷却功率算是需要格外注意的;

  • 全球范围内,电池系统集成的代差在区域性方面是很明显的,北美、中国、欧洲、韩国和日本,技术领先性呈递减状态;韩企在这块的迭代缓慢,创新不足,与国内一梯队落后1.5代左右;

  • 从这些代差来看供应链,就要注意自已产品的危与机各在何处,哪些是增量市场、哪些还有存量的时间、哪些是都需要淘汰的了,比如胶、塑料、结构件、busbar、线束、热失控防护材料与方案、水冷板、FPC这些硬件,等等。


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