e-TGNA下雷克萨斯UX300e电池系统

汽车电子设计 2019-11-28 07:30

前言

e-TGNA

在广州车展发布的Lexus UX300e,是我们第一款看到的带有细节的e-TGNA的电池系统和整车参数,我们可以谈一谈这套系统细节折射出来的东西,我们分成Pack整体参数、模组设计、电气设计三块。

Pack的整体参数


UX300e是定位紧凑型SUV,NEDC综合续航定义为400km,2020年在国内销售,电池的能量是54.3kWh,快充充电功率为50kW。按照之前《Toyota challenge Aiming to Popularize BEVs》里面给出的定义,这是一款中等容量的电池系统。这款车更奇怪的地方,是和目前主流的往后驱规划的纯电动汽车产品,是按照主前驱来做的,从驾驶乐趣和动力性的角度来看,和特斯拉开辟出来的路是有不同的。

我们如果和MEB来比来看,快充功率比较保守,容量比MEB的62kWh少10度电,总体来看还是一款试水的产品,从高端品牌先开始推,估计丰田还是得想在e-TGNA之上规划更高一些的旗舰产品。

这款电池系统的概览图如下所示,根据现有的信息来看,丰田主要坚持了两个事情:

1)还是沿袭小方壳电芯的路线,在Y方向延申做出来的长模组

2)模组之间间距可不小,留了不少的空间作为风道

布置空间来看,座椅后排的空间利用充分

如下图所示,这台车和之前e-TGNA的布置时比较吻合的,而且后面的黄色模组确实用来堆两层,充分利用后排座椅和往后备箱的空间。但是这个前面的空间由于设计了风冷系统,采用了之前的风机


模组的设计考虑

我们可以初步把这个模组猜测下,应该和之前的方式一样,堆叠之后用结构约束成为一个很长的模组。这里有两个考虑

  • 电芯的加压是通过结构约束进行的,有膨胀空间

  • 电芯之间有空隙,热失控条件下开阀破裂以后,往Y方向上面的传导就有一定自然的热阻,热量释放的方向性主要通过阀的设计来导出

  • 模组之间的空间,往X方向的传播不至于太快

这个模组其实走的方向和之前一致,优缺点是非常明显的,一般我们不接受这么低的体积成组率


电气的设计考虑

在这个电气里面,分成左右两个单元:目前没看出来这两怎么分工,假定按照颜色来看,黄色都是高压采集线,右边的这个BMS估计也是一体化的,两边一共采用9哥连接器的高压采集单元。两个单元通过中间的通信线连接。

电气方面,把熔丝和高压MSD专门布置在电池的中间,并且采用了独立的圆线进行连接(可能是大电流充电的瓶颈),这方面目前有这个MSD独立的设计的电池平台越来越少了。



防护结构的考虑


目前来看,丰田的工程师对于底部防护的设计是考虑比较多的,采用了底部纵横梁结构来抵御来自地面的撞击,这个结构对于目前欧美强调的底部球击这项实验效果应该是比较显著的,但是这里的成本和重量,有点头疼。


下面这个图看上去只有个底部防护板,实际结合上面的结构,在Z向高度上占用了不少的空间




如果从性能参数来看,丰田定义的电池系统和我们目前2019年初大规模用的52kWh&400公里的车相似,从参数上并没有突出的特点,不过从电池系统的设计上有着明显的惯性和保守的安全考虑的。



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