奥迪e-tron电池系统拆解分析报告

奥迪e-tron电池系统拆解分析报告目录1.电池系统分析..........................................................41.1.电池系统整体参数................................................41.2.系统结构架构....................................................41.3.系统电气设计....................................................41.4.系统热管理布置..................................................41.5.模组参数分析（充放电测试）......................................42.结构分析..............................................................52.1.总体设计方案....................................................52.2.上盖............................................................72.3.箱体（外部挂点）...............................................112.4.BDU结构........................................错误!未定义书签。2.5.密封设计.......................................................282.6.紧固件使用（扭矩）..............................错误!未定义书签。2.7.设计亮点（体现出细节值得学习点）................错误!未定义书签。2.8.设计缺陷（结构设计规避点）......................错误!未定义书签。3.电气分析..............................................错误!未定义书签。3.1.总体设计方案....................................错误!未定义书签。3.2.高压连接（连接回路、原理图、预充）..............错误!未定义书签。3.3.低压连接（接口定义、线材、控制回路）............错误!未定义书签。3.4.插件选用........................................错误!未定义书签。3.5.BDU设计（元器件、原理图）......................错误!未定义书签。3.6.绝缘防护........................................错误!未定义书签。3.7.设计亮点（体现出细节值得学习点）................错误!未定义书签。3.8.设计缺陷（结构设计规避点）......................错误!未定义书签。4.模组分析..............................................错误!未定义书签。4.1.模组结构........................................错误!未定义书签。4.2.电气连接........................................错误!未定义书签。4.3.采集FPC........................................错误!未定义书签。4.4.设计亮点（体现出细节值得学习点）................错误!未定义书签。4.5.设计缺陷（结构设计规避点）......................错误!未定义书签。5.BMS分析...............................................错误!未定义书签。5.1.BMS架构........................................错误!未定义书签。5.2.主板元器件......................................错误!未定义书签。5.3.从板元器件......................................错误!未定义书签。5.4.设计亮点（体现出细节值得学习点）................错误!未定义书签。5.5.设计缺陷（结构设计规避点）......................错误!未定义书签。6.热管理分析............................................错误!未定义书签。6.1.模组热管理......................................错误!未定义书签。6.2.冷却回路设计....................................错误!未定义书签。6.3.冷板设计........................................错误!未定义书签。6.4.管路布置........................................错误!未定义书签。6.5.流阻测试........................................错误!未定义书签。6.6.连接部件........................................错误!未定义书签。6.7.设计亮点（体现出细节值得学习点）................错误!未定义书签。6.8.设计缺陷（结构设计规避点）......................错误!未定义书签。7.材料及焊接分析........................................错误!未定义书签。7.1.模组材料（金属结构件、塑料件、极耳焊接、粘接导热胶）错误!未定义书签。7.2.结构材料........................................错误!未定义书签。（金属结构件、塑料件、焊接工艺、密封胶、密封胶圈、涂装）错误!未定义书签。7.3.热管理材料（金属结构件、管路材质、导热胶）......错误!未定义书签。7.4.电气材料（铜排材质、铜排焊接、镀层）............错误!未定义书签。1.电池系统分析1.1.电池系统整体参数该电池系统适配奥迪e-tron车型，该车型装配电量95kWh，综合续航里程约400km，车辆搭载前后双电机总成。充电方式为直流快充和交流慢充两种模式，直流快充功率可达150kW，能够在30min左右充满80%电量；慢充9.6kW，8.5小时充满80%。电池系统参数如下表所示：项目名称项目参数生产厂商奥迪-德国电量95kWh额定电压397V额定容量240Ah串并数108S4P模组数量36pcs重量700kg尺寸2172×1628×349（mm）能量密度135.7Wh/kg（理论计算）系统成组效率53.8%最大持续充电电流400A（约1.6C）最大持续放电电流400A（约1.6C）系统充电截止电压459V系统放电截止电压227V工作温度范围-28～60℃冷却方式液冷该电池系统从外观分析，电池包分为上下两层，前部为高压控制部分，四边分别布置与整车的连接挂点位置，后端引出冷却系统接口，详细图示如下：1.2.系统结构架构1.3.系统电气设计1.4.系统热管理布置1.5.模组参数分析（充放电测试）项目名称项目参数生产厂商LG化学电量2.65kWh额定电压11.04V额定容量240Ah串并数3S4P电芯数量12pcs重量？kg尺寸390×151×108（mm）能量密度？Wh/kg（理论计算）系统成组效率53.8%2.结构分析2.1.总体设计方案奥迪e-tron电池系统长2.28米，宽为1.63米，高34厘米。电池包主体分为上、下两层，整个pack由36个模组组成，其中5个模组位于后排座椅下方。每个模组由12片软包锂电池组成，整个电池包共有432片电芯。e-tron爆炸图：左上是电池接线盒，下面是铝合金冲压上盖，上盖下是31个模组，在pack边角处及模组上方黑盒子是电池管理控制单元，右边最上层的骨架是铝合金防撞结构，往下是箱体铝合金托盘，托盘下是箱体铝合金框架，托盘背面是管路密集的液冷系统。最下方是底部防护板，用于阻隔碎石和尖锐物体对电池组的冲击。2.2.上盖2.2.1.上盖1（主体上盖）重量（Kg）尺寸（mm）材质成型工艺表面处理121405*2100*1.56系铝冲压喷塑根据经验推断，上盖材料应该是5系或6系冲压铝合金；上盖外形较复杂，有很多凹槽、凸包，凹陷处是螺栓连接处，在固定点起到加强的作用，几处较大的凸包是为模组上方的BMS提供安装空间。箱盖设计细节：电磁屏蔽：上盖法兰面处，一圈做过防喷漆处理，箱体的相对位置也做相同处理，起到电磁屏蔽的作用；等电位设计：在电池包中间有四个贯穿箱体的长螺杆与车体连接，此连接点之一是电池包的等电位点；加强筋：上盖是1.5mm厚的铝板，在与二层模组连接口处，为保证平面度，保证电池包气密性，在密封面箱体的内侧电阻焊加焊了一片铝片。2.2.2.上盖2（二层托盘上盖）重量（Kg）尺寸（mm）材质成型工艺表面处理2.621350×430×806系铝冲压喷塑推测二层上盖与上盖可能使用同种材料，冲压铝合金；上盖纵向有凸起的加强筋，同样在固定BMS位置有较高的凸包。箱盖设计细节：电磁屏蔽：上盖2法兰面处，一圈做过防喷漆处理，相对位置托盘也做相同处理，起到电磁屏蔽的作用；绝缘：上盖顶部内壁有白色涂层，厚度0.6mm，推测会起到绝缘、隔热作用；2.3.箱体2.3.1.箱体重量（Kg）尺寸（mm）材质成型工艺表面处理113.51635.5*2150*11.5挤压铝、拉深铝挤压铝型材、铸铝拼焊喷塑箱体主要由五部分组成：加强筋：挤压铝型材横梁、纵梁+压铸铝合金支座托盘：铝制拉深托盘防护框架：挤压铝型材+铸铝拼焊+钢材质吊耳水冷管：铝制水冷管防护盖板：冲压铝合金板，材料AlSi1MgMn2.3.BDU结构BDU重约13Kg，前侧有两个插座，四个透气阀，通过铸铝支架安装在上盖上；壳体是铝合金材料，目测无表面处理，分析安装位置周边环境应该不恶劣，铝件自身的氧化膜已满足使用要求。BDU后面设计有保险丝快换结构，拆开6个安装螺钉，就可以把安装了两个小熔断器的安装板抽出。BDU壳体法兰面，为保证气密性，后经加工保证安装面的平面度。拆开罩板，内部元器件布置紧凑，空间利用率很高。2.5.密封设计2.5.1.密封圈设计：e-tron共有3种密封胶圈。第一个密封圈：冷板护板与箱体底部。图片中能看到经过高温火烧后的黑色密封圈。去掉护板后，能看到有11片水冷板，密封圈在护板固定螺栓的外侧。经过火烧密封圈已经变硬，部分变脆、出现碎块，完好的密封圈有塑料件的触感无粘腻感。第二个密封圈：二层托盘与上盖连接处的密封。托盘的密封面是压铸铝合金凸台面，密封圈放置在凸台的凹槽中。根据经验推断，密封圈是橡胶类的材质。第三个密封圈：BDU与上盖的密封。BDU铝压铸壳体BDU支架固定在箱体上，也通过螺钉与上盖相连，压铸铝的支架上设计有密封圈凹槽。推测此密封圈的材质也是橡胶体系。2.5.2.密封胶的使用e-tron共有三个位置使用了密封胶。二层托盘处的密封，上盖与箱体的密封，上盖BDU支架处的密封。密封胶经高温火烧后，冷却后也不会变硬，触感黏腻。二层托盘处的密封上盖与箱体的密封箱体法兰面的密封推测使用了两道密封胶，在法兰螺栓内外层，均有一条密封胶。上盖BDU支架处的密封从上盖圆孔处，可见黑色密封胶单位N·m65432114