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​Porsche Taycan的電池系統技術(3):熱失控防護設計

在之前的兩篇文章《Porsche Taycan的電池系統技術(1):水冷板設計》、《Porsche Taycan的電池系統技術(2):模組設計》我們對Taycan的液冷系統和模組設計進行了分析,這裡重點探討下Taycan的熱失控防護。

由於國外對於熱失控防護還沒有強制性的標準,所以,海外版的Taycan電池系統的熱失控防護也相對簡單。不知在國內銷售的版本是否有額外的設計變動,以應對電池包的國標強檢。就比如大眾的MEB,國內方形電芯版的電池包在熱失控防護上增加了不少的防護措施,包括雲母板、阻燃塗層等。

首先,在電芯的熱失控阻斷上,是完全依靠模組既有設計所存在的物理間隔。模組內的兩電芯之間,共有兩種物質形成了電芯之間的間隔。一種是電芯之間的粘膠,這使得兩個電芯之間有不足1mm的間隔;第二種是緩衝墊形成的間隔,每4個電芯放置一個,緩衝墊的間隔大約為2。5mm。

​Porsche Taycan的電池系統技術(3):熱失控防護設計

除此之外,模組的冷卻設計,會讓熱量從導熱路徑快速地傳遞到液冷迴路中,對發生熱失控的區域進行降溫。

其次,在系統級別的洩爆上,Taycan設計有一個主平衡洩爆閥和兩個平衡閥。洩爆的有效面積約為3122mm^2。

​Porsche Taycan的電池系統技術(3):熱失控防護設計

對比與Model 3的熱失控可以看出,Taycan的熱失控防護還沒有形成系統化的方案。

​Porsche Taycan的電池系統技術(3):熱失控防護設計

Taycan採用的是LG的高鎳電芯(約64。5Ah),相對於特斯拉的NCA電芯,在穿刺的最高溫度、和熱穩定性(Taycan的電芯在熱穩定性測試中的195℃高於特斯拉的137℃)方面表現地更好些。

​Porsche Taycan的電池系統技術(3):熱失控防護設計

所以,Taycan在車身上對於電池包碰撞結構的防護工作多做了加強設計。它在車身到電池包、車身到模組的間距上都要遠高於Model 3。在底部,由於它的離地間隙較小(轎跑車型),所以在電池包下箱體就設計地額外厚重,與此同時,它把下箱體內表面到電芯的間距也拉大了,以儘可能地防護來自於地面的機械危害。

​Porsche Taycan的電池系統技術(3):熱失控防護設計

從電芯的EUCAR危害等級我們也可以看出,穿刺是對熱失控最為嚴重的誘發形式,所以,做好整個是電池包的結構(完整性)防護對Taycan來說是很有必要的,其他的誘發因素,除了電芯本身質量外,比較容易透過軟體來應對。

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1、EUCAR的危害等級劃分,等級數值越大,表示危害越大,也就是被測試電芯的安全性越低。

​Porsche Taycan的電池系統技術(3):熱失控防護設計

2、Taycan與Model 3電芯EUCAR測試所採用的標準如下:

​Porsche Taycan的電池系統技術(3):熱失控防護設計

3、Taycan電池系統的基本引數

可用電量:93kWh

總重量:627。9kg

總容量:129Ah

額定電壓:723V

總體積:0。45m^3

成組:198S2P,396個電芯,33個模組

質量比能:148。2Wh/kg

體積比能:206。7Wh/dm^3

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