寧德時代CTP3.0麒麟液冷設計詳解

1.麒麟電池簡介

麒麟電池不將水冷板放在底部，而是插入電芯間，水冷效果極大加強，好處為：1）大幅提高安全性，水冷板附加隔熱作用，可實現無熱擴散；2）提升快充性能，電芯雙面水冷，4C充電產品23年亮相；3）提升循環壽命，電芯加緊后壽命會短一半，也就是放松一點的話，循環壽命能長一倍，水冷板附加緩沖作用；4）提高比能量：水冷、隔熱、緩沖功能三合一，空間得到大幅節省，磷酸鐵鋰可達160Wh/kg、290Wh/L，三元高鎳可達到250Wh/kg，450Wh/L，比4680多裝13%的電量。

2.麒麟電池創新點

水冷板代替電池包橫縱梁，疊加雙層冷卻通道設計，同時具備支撐、水冷、隔熱、緩沖四大功能。此外電芯采取雙排背對背方式側立排布，因此可放入更多電芯，更有利于快充技術，同時安全性、體積利用率大幅提升。

3.麒麟電池技術詳解

麒麟電池包

根據寧德時代專利“箱體結構，電池及用電裝置”，授權公開號：CN216648494U，我們可發現麒麟電池包的結構細節，其主要創新如下：

1.方殼電芯采取背對背側立方式排布于箱體內，而非原本直立方式，可放入更多單體電芯，更有利于快充，提高體積利用率；

2.冷卻板替代橫縱梁，使支撐、冷卻、隔熱、緩沖功能四合一，有效提升空間利用率。新冷卻板以加強體的方式插入電池排間，同時連接上蓋和下箱體，起到傳統橫縱梁支撐保護作用；兩排電芯共享一個冷卻通道，相比一排電芯使用一個水冷板，減少冷卻板數量，降低BOM成本，有輕量化的效果，更有利于快充時散熱；立式冷卻板打造橫向相對隔離空間，縱向電芯間有膨脹補償片+絕熱氣凝膠，有效隔熱實現“零熱失控”；冷卻板采用內外兩層冷卻通道，可吸收電池充放電及老化時產生的膨脹，減少電池單體擠壓，提升電池循環壽命；此外新水冷板轉移至箱體內部，可避免因碰撞易出現破損而導致漏液風險。

3.下箱體有定位/限位槽，用于冷卻板的安裝及電芯組的固定，該設計可提高電芯組安裝穩定性，避免相互碰撞損壞，但仍需導熱結構膠保證強度及優化散熱。

圖表：麒麟電池專利圖

來源：寧德時代專利 注：127/128分別為冷卻板進水口/出水口

麒麟冷卻板

根據寧德時代專利“水冷板組件、水冷系統、電池及其箱體以及用電裝置”，申請公布號：CN114497826A，我們可發現麒麟冷卻板結構細節，其主要創新如下：

水冷板具有內外兩層冷卻通道，采用口琴管方式，其中外層和內層冷卻通道中的一者為液冷通道，另一者為非液冷通道（如外層液冷，內層風冷），非液冷通道由于不填充冷卻液，通道壁可以適當朝內變形，吸收電池單體膨脹，避免電池單體擠壓損壞。

圖表：麒麟冷卻板專利圖

來源：寧德時代專利

第1點：冷板與電芯的配合

圖展品

圖電芯與冷板配合

圖卷芯方案

專利分析可知：一個電芯對應2根蛇形管，但是單個電芯可以由多個卷芯堆疊而成；可以理解為圓柱電芯的模擬，宏觀上來看，異曲同工；

圖C方案

圖MODEL S 18650方案

第2點：冷板結構方案布置

圖冷板與箱體總裝

圖冷板內流道設計

圖 常規扁管截面

圖 專利扁管截面

CTP3.0麒麟電池針對全生命周期電化學反應、水冷系統實車需求等進行全面模擬仿真，在多功能彈性夾層內搭建微米橋連接裝置靈活配合電芯呼吸進行自由伸縮，提升電芯全生命周期可靠性。

圖 截面內部斜設計，初步評估為電池膨脹下的可壓縮

這一點倒是有點意思，差不多應該是這樣的結構，感興趣的可以搜下C專利：

據C所言，由電芯與多功能彈性夾層組成一體化能量單元。在垂直于行車方向上構建更穩固的受力結構，提高電池包結構強度與抗沖擊能力。

第3點：管路端部接頭布置

口琴扁管實際上是一種常規的方案設計，久遠到TESLA的第一、2款車型，時代起源，歷史總是驚人的相似。

圖冷板內接頭設計

圖內部S型流道

S型流道也許不是必須，但是為了這個S型，真的需要挑戰下微觀繡花（薄壁焊接）；

圖 端部密封形式

圖 端部密封形式

其次，關于外部水嘴，需要考慮管路的布置方式，哪怕CATL也莫不過如下4中形式：

1、卡箍方案，采用DPDM橡膠軟管配合后配卡箍，類似整車外部；

2、尼龍管PA12配快插接頭，普通的VDA或SAE；

3、特制快插，如C-lock等形式，采用快插內密封形式；

4、冷壓壓接形式，類似快插與尼龍管的配合；

第4點：中間串并聯管路布置

按第3點告知，管路串并聯主要是配合端部接頭考慮：

目前來看，初步推斷為冷壓或Clock接頭形式：

審核編輯：湯梓紅