开箱Mach-e 的SKI电池系统设计!
(1)总电量与可用电量设定;
(2)外接口布置;
(3)上盖设计;
(4)两款模组与总体布置;
(5)高压PDU区布置;
(6)冷板布置。
1、总电量与可用电量设定
Munro拆解的这款车是低配版,而且比较巧的是,采用的是SKI的电芯,Mach-e最先采用的是LG化学的。
低配版的总的电量为75.7kWh,可用电量为68kWh,整包重约485kg,比能约156.1Wh/kg(75.7/485)。
90%的可用电量,SOC窗口上下各留约5%的Buffer余量,这是比较保守的一个SOC窗口设定,不少车企都设定到了95%左右。较窄的SOC窗口不足之处在于可用电量低、整车的能效低,好处在于给了电芯一个更安全的充放电区间,确保电芯的使用寿命,同时可以提供更强劲的充电功率(这点从它的快充性能可以看出,另外再讨论)。
2、外接口布置
除了与整车的机械连接分布在电池包的下箱体外,其他的接口主要分布在电池包的前端(从行车方向看)。
主要接口为5个,如以下2图所示。
(1)是与整车的低压通讯接口;(2)是前电机逆变器的接口;(3)是快充接口;(4)是与加热器、DCDC转换器、车载充电机OBC和空调压缩机的接口;(5)是电池包的水冷进行口。
与上述接口所对应的整车接头如下所示:
3、上盖设计
比较奇怪是整个箱体没有看到平衡防爆阀的布置,在上盖凸台处有个Vent开口设计,封口是一层白色膜。由于上盖与乘员舱地板相接触,所以在此设计防爆Vent不是个好的选择。
上盖看上去是非金属的方案,比较轻,外表面有NVH垫,周边通过64个紧固螺丝与下箱体连接。
上盖与下箱体的密封方案如下所示。
4、两款模组与总体布置
Mach-e与Bolt EV的方案是非常像的,它采用两款模组,如下所示的布置;前面两个是小模组,后面8个是大模组。
接下来,我们看下模组的成组。小模组共计24个电芯,大模组共计30个电芯,整个包是288个电芯。Munro对模组的电压测试可知小模组32.3V,大模组40.3V,这应该是电芯达到4.0V的状态。
由此推断:小模组是3P8S(3并8串),电量为6.3kWh;大模组是3P10S,电量为7.9kWh,这样总电量7.9*8+6.3*2=75.8kWh。通过这些数据,我们也可以大致地推算下电芯的容量约为73Ah。
高配版的电池包电量约为98.8kWh,它在电池包的后排位置采用了双层模组布置,同时模组的成组也多了些电芯。
5、高压PDU区布置
Mach-e高压PDU区的布置,也是采用了较为主流的方案,即布置在电池包前端的一段狭长空间。主要的高压器件如下所示。
在主正、主负的每个输出极上,都设计有2个继电器,这种双继电器方案,应该是在充电时使用一组继电器,在放电工作时使用另外一组继电器,相对于特斯拉那种单继电器方案更安全些。
熔断器的布置如下。能看到参数的两款是Eaton的630A,430VDC;EV20-150-xx。
6、冷板的布置
Munro没有把模组从冷板上拆开,所以还看不到冷板的具体设计。从描述上来看,应该是每一排模组用一个大的水冷板,中央通道是冷却液进出的主通道,每个模组的进出水口汇聚到中间的冷管上来。
小结:
福特Mach-e电池系统在技术上没有新的突破或创新之处,所采用的方案都是已经成熟的,由于借鉴了LG和GM在Bolt EV上的思路,所以整体水平也就是2017年左右的状态。
福特在本月初公布了其上半年的汽车销量,共计销售了947737辆,其中xEV共计56570辆,Mach-e累计销售12975辆,占福特总销量的1.4%,占xEV销量的23%,差不多1/4的电气化车辆为纯电的Mach-e。销量还是不错的,我觉得很大部分得益于既有的野马品牌和粉丝受众,在这一波尝鲜后,能否维持住销量要打个问号。
Mach-e的性能还有很大的优化空间,最简单的就是换个电池供应商,换个方案,续航、充电、加速度等直接可以上一个台阶。
直播推荐:新能源车电池包防火(隔热)涂料技术探讨
加入知识星球知化汽车的百宝箱 可以下载公众号参考资料。