​Porsche Taycan的电池系统技术(3):热失控防护设计

在之前的两篇文章《Porsche Taycan的电池系统技术(1):水冷板设计》《Porsche Taycan的电池系统技术(2):模组设计》我们对Taycan的液冷系统和模组设计进行了分析,这里重点探讨下Taycan的热失控防护。

由于国外对于热失控防护还没有强制性的标准,所以,海外版的Taycan电池系统的热失控防护也相对简单。不知在国内销售的版本是否有额外的设计变动,以应对电池包的国标强检。就比如大众的MEB,国内方形电芯版的电池包在热失控防护上增加了不少的防护措施,包括云母板、阻燃涂层等。
首先,在电芯的热失控阻断上,是完全依靠模组既有设计所存在的物理间隔。模组内的两电芯之间,共有两种物质形成了电芯之间的间隔。一种是电芯之间的粘胶,这使得两个电芯之间有不足1mm的间隔;第二种是缓冲垫形成的间隔,每4个电芯放置一个,缓冲垫的间隔大约为2.5mm。

除此之外,模组的冷却设计,会让热量从导热路径快速地传递到液冷回路中,对发生热失控的区域进行降温。

其次,在系统级别的泄爆上,Taycan设计有一个主平衡泄爆阀和两个平衡阀。泄爆的有效面积约为3122mm^2。

对比与Model 3的热失控可以看出,Taycan的热失控防护还没有形成系统化的方案。

Taycan采用的是LG的高镍电芯(约64.5Ah),相对于特斯拉的NCA电芯,在穿刺的最高温度、和热稳定性(Taycan的电芯在热稳定性测试中的195℃高于特斯拉的137℃)方面表现地更好些。

所以,Taycan在车身上对于电池包碰撞结构的防护工作多做了加强设计。它在车身到电池包、车身到模组的间距上都要远高于Model 3。在底部,由于它的离地间隙较小(轿跑车型),所以在电池包下箱体就设计地额外厚重,与此同时,它把下箱体内表面到电芯的间距也拉大了,以尽可能地防护来自于地面的机械危害。

从电芯的EUCAR危害等级我们也可以看出,穿刺是对热失控最为严重的诱发形式,所以,做好整个是电池包的结构(完整性)防护对Taycan来说是很有必要的,其他的诱发因素,除了电芯本身质量外,比较容易通过软件来应对。


Data Backup

1、EUCAR的危害等级划分,等级数值越大,表示危害越大,也就是被测试电芯的安全性越低。

2、Taycan与Model 3电芯EUCAR测试所采用的标准如下:

3、Taycan电池系统的基本参数

  • 可用电量:93kWh

  • 总重量:627.9kg

  • 总容量:129Ah

  • 额定电压:723V

  • 总体积:0.45m^3

  • 成组:198S2P,396个电芯,33个模组

  • 质量比能:148.2Wh/kg

  • 体积比能:206.7Wh/dm^3


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