通用Ultium模组集成液冷的设计探讨 / 开普饭

上汽通用今晚的科技日披露了许多关于Ultium国产化的信息，也展示了更多Ultium电池技术。

在此之前，我对Ultium的模组设计思路还不是很确定，GM只是披露了电芯和模组的形态；今天的发布会确认了它是采用模组集成液冷的，这让Ultium模组的整个设计变得清晰起来。Ultium模组的设计，我们能够看到GM是如何在LG化学已有的模组共性技术之上，更进一步的。

虽然没有看到模组和电池包实物，但结合它的专利，已经能我们把握到它的设计要点了，如下图所示的基本构成。由于通用此次采用了无线BMS技术，所以这样它的模组设计上，有更多的可用空间，以及更好地进行模块化布置。

看似繁多的零部件，实际上简化下来，Ultium模组总体上可以分为4个部分：（1）电芯组本体；（2）模组壳体；（3）底部水冷板；（4）ICB，类似于方形中的CCS，但多了上盖，GM称之为ICB（interconnect board）。

熟悉LG标准模组的人都知道，它的模组壳体是一体成型的，电芯成组后，推入壳体内，然后再通过两个端板将电芯串并联起来，然后将端盖板紧固好，最后进行底部注胶。

通用Ultium模组的不同之处在于，它的壳体不是一体成型（这样设计，可维修性好），但它把原来的FPC、上盖体和端板的电连接CCS集成为一体了，就是ICB。

这样，它在完成电芯组在模组下壳体（集成了水冷板）安装后，只需要把ICB与电芯、下壳体和水冷板固定好，就完成了装配。

基于此，我们来细看下：

首先，它的下壳体、上盖子（ICB结构部分）是通过类似卡扣的形式连接起来的，有槽结构（图中123），相对应的销结构（115、117等）；侧板和上盖板推测都是采用的复合材料，这样可以最大程度的实现轻量化。

然后，它的水冷板进出口布置在同一侧（非模组输出极端），这样在进行PACK布置时，会形成“液电分离”，即水冷管走线与模组的高压连线分布在模组的两端。从发布会上的信息来看，模组的高压连接走中央通道，那么水冷管将在PACK的两侧边。GM表示，这种每个模组集成液冷的热管理，会让它的换热效率提高10%。

去年在《模组集成水冷技术的崛起》一文中，我们已经分析了液冷近年来的两大集成趋势：一是箱体集成，一是模组集成。如今来看，已经很多案例了。

箱体集成：

模组集成：

最后，我们再来看下，ICB是重要的部分，两端的CCS，如下图。

看似复杂，实际上和MEB590的端部设计思路是相通的：busbar率先卡扣在塑料支架上，塑料支架有相应的引导槽，让电芯的极耳可以顺利的穿透，进而与busbar完成焊接。整个端板与590相比，多了与水冷板连接固定的考虑。

在busbar的连接上，也会有些不同，对于有输出极的一端，它的正负极busbar呈L型，另有一个长的busbar条，将其他busbar连接起来。这种方案是首次看到的。

Ultium的采样设计推测也是类似MEB590 FPC带，但有可能对于温度的采集是在一端进行，而非两端。

通用国产化Ultium电池系统还有方形版本，应该是由宁德时代提供，在大众宣布由软包转向方形电芯之后，通用成为LG在海外市场最为重要的一个合作伙伴，他们之间也有着更为紧密的联合开发历程。

我们看看方形电芯技术能否像攻克大众一样，最终也征服通用。

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通用Ultium模组集成液冷的设计探讨