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奧迪 e-tron電池包的液冷系統(tǒng)

2019-05-23 10:58:45·  來源：知化汽車  
　
e-tron電池包液冷系統(tǒng)也是采用了三明治的結(jié)構(gòu)，即模組－箱體底部－水冷板。模組與箱體底部涂有導(dǎo)熱膠，水冷板則位于PACK最底面防護(hù)板與箱體底部之間。在制熱或冷
e-tron電池包液冷系統(tǒng)也是采用了三明治的結(jié)構(gòu)，即模組－箱體底部－水冷板。
模組與箱體底部涂有導(dǎo)熱膠，水冷板則位于PACK最底面防護(hù)板與箱體底部之間。在制熱或冷卻時(shí)，箱體底部也會(huì)被加熱或冷卻，從而耗損掉電能，這是e-tron 和捷豹I-PACE續(xù)航里程短的一個(gè)原因。帶來的好處是水冷板與模組物理隔離開，冷卻液泄漏等不會(huì)造成直接影響。整車的整個(gè)冷卻液約22升，總的冷卻管長(zhǎng)40米。
 
奧迪希望將電芯的溫度維持在25-35℃之間，全天侯在這個(gè)水平，是不是對(duì)電量的使用太奢侈了。
水冷板
水冷板主要由冷卻流道和進(jìn)出口管路組成，通過沖壓和釬焊工藝加工而成。冷卻流道共有13個(gè)，其分布的方式與模組的布置相同（e-tron共36個(gè)模組，13排，每排的模組數(shù)量2－3－3－3－3－3－3－3－3－3－2－3－2）；所以，對(duì)于冷卻板來講，其流道為1P13S。
第1－11個(gè)冷卻流道在第一層，12－13在第二層；第2－10，以及12冷卻通知的長(zhǎng)度應(yīng)該相同；1，11，13的冷卻流道長(zhǎng)度相同，較短些。每一個(gè)冷卻流道上放一排模組，因此冷卻流道的寬度應(yīng)該與模組的寬度相當(dāng)，e-tron的這個(gè)模組和奧迪A6有可能是同一款390模組，就此推知冷卻流道的寬度應(yīng)該在151mm，年初奧迪專家在講演中展示流道橫截面的示意圖如下。圖示共28個(gè)孔，假定每個(gè)孔5mm，則流道寬140mm，如30個(gè)孔，則流道寬150mm，綜合來看應(yīng)該就在150mm左右；水冷板的厚度在3mm左右；長(zhǎng)度的話，3個(gè)模組的長(zhǎng)度為1161mm，模組間間隙假定10mm，則冷卻的長(zhǎng)度應(yīng)該大于1361mm，整個(gè)PACK的寬度在1630mm，所以，冷卻板長(zhǎng)度應(yīng)該在1361mm-1630mm之間。
總結(jié)下水冷板的尺寸：1361mm-1630mm（長(zhǎng)）*140-150mm（寬）*3mm（高）
水冷板的整個(gè)重量在5kg左右，整個(gè)PACK重700kg，可知，冷卻板占比0.7%。
 
液冷系統(tǒng)的整體性能
 
依靠這個(gè)水冷板，e-tron整個(gè)電池包液冷系統(tǒng)溫差控制在5度以內(nèi)，電芯間的溫差控制在5度以內(nèi)，電芯本體的溫差控制在10度以內(nèi)，這個(gè)水平還是較領(lǐng)先的，國(guó)內(nèi)電芯本體的溫差要在20度左右。
整個(gè)液冷系統(tǒng)的壓降在350-400mbar，為避免壓降過高致使不同流道內(nèi)的流速不同，在進(jìn)水管路一側(cè)有‘阻流’性質(zhì)的baffle，用以提升baffle前液體的流速。
導(dǎo)熱界面材料
主要在于模組與箱體底板的熱傳導(dǎo)，是通過一種雙組份導(dǎo)熱膠gapfiller來實(shí)現(xiàn)。有別于導(dǎo)熱墊片，gapfiller更容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，熱阻會(huì)更低，導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)3-4W/m·K，也相對(duì)較高；此外，gapfiller由于是起始液態(tài)，可以與模組貼合地更好。不過，gapfiller固化的時(shí)間較長(zhǎng)，常溫25℃情況下，也要差不多24小時(shí)；國(guó)內(nèi)外為數(shù)不多的幾家企業(yè)在做。
 
這個(gè)導(dǎo)熱方案的技術(shù)點(diǎn)在于兩個(gè)層面：一是材料，即膠本身的特性需要能滿足需求；二是工藝，包括涂膠的速率，膠的長(zhǎng)寬，厚薄，固化時(shí)間等，后者則需要不斷調(diào)試，know-how的經(jīng)驗(yàn)比較多。從e-tron的這個(gè)圖來看，工藝過程應(yīng)該是先將膠涂在箱體底部，然后將模組放上面，在壓力作用下，膠擴(kuò)散開來，均勻布在整個(gè)模組底部，e-tron膠的覆蓋率可達(dá)95%。 
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