近日，全球領先汽車和動力系統硬件和軟件開發服務供應商FEV采用“電池到模塊”（cell-to-module）的方法推出一種創新型高性能電池系統，可應用于混動汽車。除成本和封裝優化的T骨設計外，該模塊化、高度集成的概念系統還采用創新型主動母線冷卻技術，可實現最高功率密度。該電池系統功率密度高達2 kW/kg，能量為2 kWh，且重量僅為50kg時，可以提供功率100kW，因此可很好地為混動汽車提供支持。

 

（圖片來源：FEV）

 

帶集成冷卻功能的T骨結構

 

FEV和沃爾沃汽車公司示范并驗證了該電池概念。此概念基于中央、功能集成的T骨元件創建，可用于具有集成冷卻功能的電池機械結構，從而提供成本、重量和封裝均優化的模塊設計。

 

FEV集團首席執行官Stefan Pischinger教授表示：“該系統顯著減少了組件數量和組裝步驟。我們還為功能集成的T骨結構元件選擇了擠壓工藝，從而確保高度靈活性，并進一步推動降低成本。此外，該模塊采用緊湊設計，可堆疊多個模塊。”

 

電芯可通過導熱粘合劑連接到T骨結構的兩側。為使電芯與T骨載體電絕緣，還采用了粉末涂層。通過這種方式，該涂層和導熱粘合劑的層厚可使得冷卻劑和電池電芯間的熱接觸電阻達到最小。

 

為補償電池在T骨結構元件長度導致的電芯容差，以及使電池電芯外殼彼此絕緣，每個電池電芯間都會采用自粘壓縮泡沫。為了將電池組機械地固定到載體上，它們通過兩個端板被壓到一個既定長度，然后通過穿過端板的螺釘固定到T骨結構元件的端件上。

 

多功能模塊蓋

 

在這個概念中，傳感器布線以及從屬單元被置于電芯觸點間的中央。用于對電芯進行額外冷卻的氣流會通過模塊蓋引導。風管通過母線與從屬單元平行延伸。因此，模塊蓋還具備多種功能，進一步減少單個組件的數量和模塊重量。氣體流經T骨內部的冷卻通道，使電池電芯的側面和底部得到冷卻。

 

結構部件中冷卻系統的功能集成優化了電池的空間要求和重量。此外，創新型母線冷卻系統通過針對性管理“熱點”的電芯溫度，從而提供最大的功率密度。

 

一站式商店——從設計到組裝

 

FEV遵循“為制造而設計”的方法，并將其電池組裝和電池測試團隊中經驗豐富的員工整合到概念和設計開發團隊中。在德國亞琛附近的阿爾斯多夫，FEV有一個高度靈活的電池組裝工廠，面積為1,400平方米，電池年產量高達1,000塊。在該工廠，產品組合范圍可覆蓋單個創新原型和概念電池到大量開發樣品和大批量小系列電池，可用于小型48V混動電池，以及純電動汽車大型地板下的800V電池。這些經驗可直接幫助FEV開發電池。即使在早期設計階段，電池組裝專家也會加入開發團隊，并關閉“開發圈”。

 

整合電池測試團隊的經驗同樣重要。FEV全新eDLP位于德國萊比錫附近，是世界上最大的高壓電池、電動動力總成和其他非電氣部件的開發和測試中心。在該中心，FEV提供了約70個場地用于性能、耐久性和濫用等測試，總面積為42,000 平方米（約452,100平方英尺），其中有15個場地涵蓋了所有常見的環境測試，共占地約2,500平方米（約26,910平方英尺）。

 

Pischinger教授表示：“客戶非常欣賞FEV，因為他們可完全從單一來源獲得開發服務，包括開發和設計、組裝、車輛集成、調試和校準、組件測試以及完整的電池系統。”