摘要

通用汽車(chē)Ultium電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)還是帶著濃濃的美式風(fēng)格，后續(xù)通用和本田都會(huì)用，在大型車(chē)上看到多一些，在小型車(chē)上可能不太合適。

本文就通用汽車(chē)有關(guān)Ultium電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的一些內(nèi)容給梳理一下，其實(shí)總結(jié)一下，這個(gè)電池系統(tǒng)主要有這么一些特點(diǎn)。

1）由于wBMS無(wú)線(xiàn)電池管理系統(tǒng)導(dǎo)入帶來(lái)的低壓線(xiàn)束的簡(jiǎn)化，這個(gè)是最為直觀的；

2）電池系統(tǒng)里面在模組之間用了很多根的鋼的橫梁（隨著CTP的導(dǎo)入，這種設(shè)計(jì)可能越來(lái)越少），從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，這方面美國(guó)人是把抗打擊性深入的寫(xiě)到了這個(gè)電池系統(tǒng)里面，雖然Pack能量密度已經(jīng)不再那么重要，但是客觀上帶來(lái)的重量增加也是不菲；

圖1 Ultium幾乎是每個(gè)模組之間都有一根抵御擠壓的梁

第一部分 電氣方面的設(shè)計(jì)

其實(shí)通用從BEV2的Bolt到BEV3，有幾個(gè)重點(diǎn)的變化，再電氣方面就是快充能力的要求提升。從之前的50-60kW級(jí)別拉高到150kW+甚至往800V的350kW提升，這個(gè)里面如何設(shè)計(jì)配電盒是很有意思的事情。

圖2 BEV2切換到BEV3的兩個(gè)配電設(shè)計(jì)

在Bolt的設(shè)計(jì)里面，電池系統(tǒng)高壓接口主要分出來(lái)OBC車(chē)載充電機(jī)的部分還有大電流母線(xiàn)的部分，主要的分配功能由這個(gè)HPDP（整車(chē)高壓分配盒）的部件承載。

圖3 Bolt的電氣配電設(shè)計(jì)

從Ultium的電池來(lái)看，它實(shí)現(xiàn)了電池系統(tǒng)在內(nèi)部的部分配電處理，在考慮四驅(qū)的需求下，實(shí)現(xiàn)了前端盒后端同時(shí)出線(xiàn)，在后端配置了快充接口。

圖4 Ultium電池的前端出線(xiàn)和后端出線(xiàn)高壓接口

在Ultium的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)里面，應(yīng)該是把下一部分配電的部分集成進(jìn)去了，所以在驅(qū)動(dòng)器上面有個(gè)大盒子，如下圖所示，一個(gè)高壓母線(xiàn)輸入，一方面連接到下面的逆變器和電機(jī)，一方面有三路高壓接口輸出（壓縮機(jī)、PTC和功率OBC部分）。也就是猜想在Bolt基礎(chǔ)上，取消了快充接口到配電盒的間接連接，直接往電池的接口上連，這個(gè)從高壓線(xiàn)纜來(lái)看要縮短一些。

圖5 Ultium驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的高壓接口

在電池內(nèi)部的母線(xiàn)連接方面，通用Ultium電池的高壓連接排和MEB平臺(tái)倒是很像的。

圖6 Ultium和MEB的高壓連接對(duì)比

第二部分 其他的內(nèi)容

正好接著上面的圖再寫(xiě)兩句，由于模組集成水冷系統(tǒng)，這個(gè)電池系統(tǒng)里面就有很多的架起來(lái)的水冷管。我們可以對(duì)比下MEB殼體集成水冷版和模組集成水冷的差異。最早奔馳是第一個(gè)采用模組內(nèi)集成水冷系統(tǒng)的，我們看EQC在電池系統(tǒng)里面錯(cuò)綜復(fù)雜的管路還歷歷在目，從系統(tǒng)的角度來(lái)看，這里的取舍，包括模組的水嘴+管路增加的成本和一個(gè)集成式水冷板的復(fù)雜度的差異。

備注：相對(duì)來(lái)說(shuō)線(xiàn)束簡(jiǎn)單了，管理還是有些復(fù)雜，這對(duì)于自動(dòng)化裝配來(lái)看還是個(gè)挑戰(zhàn)

圖7 殼體集成水冷和模組集成水冷，對(duì)于Pack內(nèi)的管路的多寡有很大的差異

泄壓閥的設(shè)計(jì)，還有整個(gè)通道內(nèi)煙氣的排氣的設(shè)計(jì)，GM只是給了一個(gè)示意圖，不過(guò)目前大家做的大同小異。這個(gè)電池系統(tǒng)最大的特點(diǎn)還是在無(wú)線(xiàn)BMS，目前是只有GM推出來(lái)了。

小結(jié)：這個(gè)電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)還是帶著濃濃的美式風(fēng)格，后續(xù)通用和本田都會(huì)用，在大型車(chē)上看到多一些，在小型車(chē)上可能不太合適。

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