奥迪e-tron电池系统拆解分析报告

1、奥迪 e-tron 电池系统拆解分析报告目录1. 电池系统分析41.1. 电池系统整体参数41.2. 系统结构架构41.3. 系统电气设计41.4. 系统热管理布置41.5. 模组参数分析（充放电测试）42. 结构分析52.1. 总体设计方案52.2. 上盖72.3. 箱体（外部挂点）112.4. BDU 结构错误!未定义书签。2.5. 密封设计282.6. 紧固件使用（扭矩）错误!未定义书签。2.7. 设计亮点（体现出细节值得学习点）错误!未定义书签。2.8. 设计缺陷（结构设计规避点）错误!未定义书签。3. 电气分析错误!未定义书签。3.1. 总体设计方案错误!未定义书签。3.2. 高压连

2、接（连接回路、原理图、预充）错误!未定义书签。3.3. 低压连接（接口定义、线材、控制回路）错误!未定义书签。3.4. 插件选用错误!未定义书签。3.5. BDU 设计（元器件、原理图）错误!未定义书签。3.6. 绝缘防护错误!未定义书签。3.7. 设计亮点（体现出细节值得学习点）错误!未定义书签。3.8. 设计缺陷（结构设计规避点）错误!未定义书签。4. 模组分析错误!未定义书签。4.1. 模组结构错误!未定义书签。4.2. 电气连接错误!未定义书签。4.3. 采集 FPC错误!未定义书签。4.4. 设计亮点（体现出细节值得学习点）错误!未定义书签。4.5. 设计缺陷（结构设计规避点）错误!

3、未定义书签。5. BMS 分析错误!未定义书签。5.1. BMS 架构错误!未定义书签。5.2. 主板元器件错误!未定义书签。5.3. 从板元器件错误!未定义书签。5.4. 设计亮点（体现出细节值得学习点）错误!未定义书签。5.5. 设计缺陷（结构设计规避点）错误!未定义书签。6. 热管理分析错误!未定义书签。6.1. 模组热管理错误!未定义书签。6.2. 冷却回路设计错误!未定义书签。6.3. 冷板设计错误!未定义书签。6.4. 管路布置错误!未定义书签。6.5. 流阻测试错误!未定义书签。6.6. 连接部件错误!未定义书签。6.7. 设计亮点（体现出细节值得学习点）错误!未定义书签。6.8

4、. 设计缺陷（结构设计规避点）错误!未定义书签。7. 材料及焊接分析错误!未定义书签。7.1. 模组材料（金属结构件、塑料件、极耳焊接、粘接导热胶）错误!未定义书签。7.2. 结构材料错误!未定义书签。（金属结构件、塑料件、焊接工艺、密封胶、密封胶圈、涂装）错误!未定义书签。7.3. 热管理材料（金属结构件、管路材质、导热胶）错误!未定义书签。7.4. 电气材料（铜排材质、铜排焊接、镀层）错误!未定义书签。1. 电池系统分析1.1.电池系统整体参数该电池系统适配奥迪 e-tron 车型，该车型装配电量 95kWh，综合续航里程约 400km， 车辆搭载前后双电机总成。充电方式为直流快充和交流慢

5、充两种模式，直流快充功率可达150kW，能够在 30min 左右充满 80%电量；慢充 9.6kW，8.5 小时充满 80%。电池系统参数如下表所示：项目名称项目参数生产厂商奥迪-德国电量95kWh额定电压397V额定容量240Ah串并数108S4P模组数量36pcs重量700kg尺寸21721628349（mm）能量密度135.7Wh/kg（理论计算）系统成组效率53.8%最大持续充电电流400A（约 1.6C）最大持续放电电流400A（约 1.6C）系统充电截止电压459V系统放电截止电压227V工作温度范围-2860冷却方式液冷该电池系统从外观分析，电池包分为上下两层，前部为高压控制部分

6、，四边分别布置与整车的连接挂点位置，后端引出冷却系统接口，详细图示如下：1.2.系统结构架构1.3.系统电气设计1.4.系统热管理布置1.5.模组参数分析（充放电测试）项目名称项目参数生产厂商LG 化学电量2.65kWh额定电压11.04V额定容量240Ah串并数3S4P电芯数量12pcs重量？kg尺寸390151108（mm）能量密度？Wh/kg（理论计算）系统成组效率53.8%2. 结构分析2.1.总体设计方案奥迪e-tron 电池系统长 2.28 米，宽为 1.63 米，高 34 厘米。电池包主体分为上、下两层，整个 pack 由 36 个模组组成，其中5 个模组位于后排座椅下方。每个模

7、组由 12 片软包锂电池组成，整个电池包共有 432 片电芯。e-tron 爆炸图：左上是电池接线盒，下面是铝合金冲压上盖，上盖下是 31 个模组，在 pack 边角处及模组上方黑盒子是电池管理控制单元， 右边最上层的骨架是铝合金防撞结构，往下是箱体铝合金托盘，托盘下是箱体铝合金框架，托盘背面是管路密集的液冷系统。最下方是底部防护板，用于阻隔碎石和尖锐物体对电池组的冲击。2.2. 上盖2.2.1. 上盖 1（主体上盖）重量（Kg）尺寸（mm）材质成型工艺表面处理121405*2100*1.56 系铝冲压喷塑根据经验推断，上盖材料应该是 5 系或 6 系冲压铝合金；上盖外形较复杂，有很多凹槽、凸

8、包，凹陷处是螺栓连接处，在固定点起到加强的作用，几处较大的凸包是为模组上方的 BMS 提供安装空间。箱盖设计细节：电磁屏蔽：上盖法兰面处，一圈做过防喷漆处理，箱体的相对位置也做相同处理，起到电磁屏蔽的作用；等电位设计：在电池包中间有四个贯穿箱体的长螺杆与车体连接， 此连接点之一是电池包的等电位点；加强筋：上盖是 1.5mm 厚的铝板，在与二层模组连接口处，为保证平面度，保证电池包气密性，在密封面箱体的内侧电阻焊加焊了一片铝片。2.2.2. 上盖 2（二层托盘上盖）重量（Kg）尺寸（mm）材质成型工艺表面处理2.621350430806 系铝冲压喷塑推测二层上盖与上盖可能使用同种材料，冲压铝合金

9、；上盖纵向有凸起的加强筋，同样在固定 BMS 位置有较高的凸包。箱盖设计细节：电磁屏蔽：上盖 2 法兰面处，一圈做过防喷漆处理，相对位置托盘也做相同处理，起到电磁屏蔽的作用；绝缘：上盖顶部内壁有白色涂层，厚度 0.6mm，推测会起到绝缘、隔热作用；2.3.箱体2.3.1. 箱体重量（Kg）尺寸（mm）材质成型工艺表面处理113.51635.5*2150*11.5挤压铝、拉深铝挤压铝型材、铸铝拼焊喷塑箱体主要由五部分组成：加强筋：挤压铝型材横梁、纵梁+压铸铝合金支座托盘：铝制拉深托盘防护框架：挤压铝型材+铸铝拼焊+钢材质吊耳水冷管：铝制水冷管防护盖板：冲压铝合金板，材料AlSi1MgMn2.3.

10、BDU 结构BDU 重约 13Kg，前侧有两个插座，四个透气阀，通过铸铝支架安装在上盖上；壳体是铝合金材料，目测无表面处理，分析安装位置周边环境应该不恶劣，铝件自身的氧化膜已满足使用要求。BDU 后面设计有保险丝快换结构，拆开 6 个安装螺钉，就可以把安装了两个小熔断器的安装板抽出。BDU 壳体法兰面，为保证气密性，后经加工保证安装面的平面度。拆开罩板，内部元器件布置紧凑，空间利用率很高。2.5.密封设计2.5.1.密封圈设计：e-tron 共有 3 种密封胶圈。l 第一个密封圈：冷板护板与箱体底部。图片中能看到经过高温火烧后的黑色密封圈。去掉护板后，能看到有 11 片水冷板，密封圈在护板固定

11、螺栓的外侧。经过火烧密封圈已经变硬，部分变脆、出现碎块，完好的密封圈有塑料件的触感无粘腻感。第二个密封圈：二层托盘与上盖连接处的密封。托盘的密封面是压铸铝合金凸台面，密封圈放置在凸台的凹槽中。根据经验推断，密封圈是橡胶类的材质。l第三个密封圈：BDU 与上盖的密封。BDU 铝压铸壳体BDU 支架固定在箱体上，也通过螺钉与上盖相连，压铸铝的支架上设计有密封圈凹槽。推测此密封圈的材质也是橡胶体系。2.5.2. 密封胶的使用e-tron 共有三个位置使用了密封胶。二层托盘处的密封，上盖与箱体的密封，上盖 BDU 支架处的密封。 密封胶经高温火烧后，冷却后也不会变硬，触感黏腻。l 二层托盘处的密封l上

12、盖与箱体的密封箱体法兰面的密封推测使用了两道密封胶，在法兰螺栓内外层， 均有一条密封胶。l上盖BDU 支架处的密封从上盖圆孔处，可见黑色密封胶2.6.紧固件使用（扭矩）l上盖法兰螺栓：M5*20 盘头花型自攻钉 带平垫单位Nm6543211 4 7 1013161922252831343740434649525558616467707376798285889194l二层上盖法兰螺栓：M5*20 盘头花型15913172125293337414549535761656973778185899397101105109113117121单位Nm43.532.521.510.501 3 5 7 9 1

13、1 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 491197531-1一层模组13二层模组单位Nm15l模组固定螺栓：8.8 级 M6*75 圆柱头花型带平垫l护板固定螺栓、螺母：螺栓：8.8 级 M6*20 法兰花型 螺母：10 级 M5 法兰螺母螺母螺钉单位Nm1098765432101357911 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 353.5二层铜排3一层铜排单位Nm87.576.565.554.5415913172125293337414549535761656973778185899397101105109113117121l模组铜排固定螺栓：8.8 级 M6*16 盘头花型2.7.设计亮点l等电位设计：除吊耳之外，在电池包中间还有四个贯穿箱体的长螺杆与车体连接，其中一点也是电池包的等电位点；上盖内侧接地孔周边做了防喷漆处理。l电磁屏蔽：1.上盖 1