開箱Mach-e 的SKI電池系統設計!

Sandy Munro 最近拆解了福特Mach-e的電池包,我們可以近距離地解析下福特這款最暢銷車型的動力部分,實際是如何設計的,內容分為6個小點:

(1)總電量與可用電量設定;

(2)外接口布置;

(3)上蓋設計;

(4)兩款模組與總體佈置;

(5)高壓PDU區佈置;

(6)冷板佈置。

1、總電量與可用電量設定

Munro拆解的這款車是低配版,而且比較巧的是,採用的是SKI的電芯,Mach-e最先採用的是LG化學的。

低配版的總的電量為75。7kWh,可用電量為68kWh,整包重約485kg,比能約156。1Wh/kg(75。7/485)。

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90%的可用電量,SOC視窗上下各留約5%的Buffer餘量,這是比較保守的一個SOC視窗設定,不少車企都設定到了95%左右。較窄的SOC視窗不足之處在於可用電量低、整車的能效低,好處在於給了電芯一個更安全的充放電區間,確保電芯的使用壽命,同時可以提供更強勁的充電功率(這點從它的快充效能可以看出,另外再討論)。

2、外接口布置

除了與整車的機械連線分佈在電池包的下箱體外,其他的介面主要分佈在電池包的前端(從行車方向看)。

主要介面為5個,如以下2圖所示。

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(1)是與整車的低壓通訊介面;(2)是前電機逆變器的介面;(3)是快充介面;(4)是與加熱器、DCDC轉換器、車載充電機OBC和空調壓縮機的介面;(5)是電池包的水冷進行口。

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與上述介面所對應的整車接頭如下所示:

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3、上蓋設計

比較奇怪是整個箱體沒有看到平衡防爆閥的佈置,在上蓋凸臺處有個Vent開口設計,封口是一層白色膜。由於上蓋與乘員艙地板相接觸,所以在此設計防爆Vent不是個好的選擇。

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上蓋看上去是非金屬的方案,比較輕,外表面有NVH墊,周邊透過64個緊固螺絲與下箱體連線。

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上蓋與下箱體的密封方案如下所示。

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4、兩款模組與總體佈置

Mach-e與Bolt EV的方案是非常像的,它採用兩款模組,如下所示的佈置;前面兩個是小模組,後面8個是大模組。

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接下來,我們看下模組的成組。小模組共計24個電芯,大模組共計30個電芯,整個包是288個電芯。Munro對模組的電壓測試可知小模組32。3V,大模組40。3V,這應該是電芯達到4。0V的狀態。

由此推斷:小模組是3P8S(3並8串),電量為6。3kWh;大模組是3P10S,電量為7。9kWh,這樣總電量7。9*8+6。3*2=75。8kWh。透過這些資料,我們也可以大致地推算下電芯的容量約為73Ah。

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高配版的電池包電量約為98。8kWh,它在電池包的後排位置採用了雙層模組佈置,同時模組的成組也多了些電芯。

5、高壓PDU區佈置

Mach-e高壓PDU區的佈置,也是採用了較為主流的方案,即佈置在電池包前端的一段狹長空間。主要的高壓器件如下所示。

在主正、主負的每個輸出極上,都設計有2個繼電器,這種雙繼電器方案,應該是在充電時使用一組繼電器,在放電工作時使用另外一組繼電器,相對於特斯拉那種單繼電器方案更安全些。

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熔斷器的佈置如下。能看到引數的兩款是Eaton的630A,430VDC;EV20-150-xx。

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6、冷板的佈置

Munro沒有把模組從冷板上拆開,所以還看不到冷板的具體設計。從描述上來看,應該是每一排模組用一個大的水冷板,中央通道是冷卻液進出的主通道,每個模組的進出水口匯聚到中間的冷管上來。

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小結:

福特Mach-e電池系統在技術上沒有新的突破或創新之處,所採用的方案都是已經成熟的,

由於借鑑了LG和GM在Bolt EV上的思路,所以整體水平也就是2017年左右的狀態。

福特在本月初公佈了其上半年的汽車銷量,共計銷售了947737輛,其中xEV共計56570輛,Mach-e累計銷售12975輛,佔福特總銷量的1。4%,佔xEV銷量的23%,差不多1/4的電氣化車輛為純電的Mach-e。銷量還是不錯的,我覺得很大部分得益於既有的野馬品牌和粉絲受眾,在這一波嚐鮮後,能否維持住銷量要打個問號。

Mach-e的效能還有很大的最佳化空間,最簡單的就是換個電池供應商,換個方案,續航、充電、加速度等直接可以上一個臺階。