比亚迪取得液冷板、电池总成及用电设备专利，可以提高生产效率，避免漏液风险，降低成本

金融界2023年12月13日消息，据国家知识产权局公告，比亚迪股份有限公司取得一项名为“液冷板、电池总成及用电设备“，授权公告号CN220172238U，申请日期为2023年6月。

专利摘要显示，本公开涉及一种液冷板、电池总成及用电设备，该液冷板包括：冷板本体，包括换热流道；以及第一接头组件，包括第一连接管路和第一通止装置；第一连接管路的一端与换热流道固定连通，另一端形成用于与用电端的第二接头组件的第二连接管路可拆卸连通的第一连接部，第一通止装置设于第一连接管路的内部，且能够可解锁地密封第一连接部，即与用电端连接时解锁，断开时密封。通过上述技术方案，将第一接头组件的第一连接管路直接与冷板本体的接口连通，以实现与用电端的第二接头组件的第二连接管路的可拆卸连接，无需设置软管以及密封结构，可以提高生产效率，避免漏液风险，降低成本，同时，局部压损也减小。

本文源自金融界

揭秘比亚迪直冷与液冷技术：电池性能与安全的双重保障

比亚迪的直冷和液冷技术是其电池热管理系统中的两种重要技术，旨在优化电池的性能和安全性。

以下是对这两种技术的详细分析：

直冷技术：

直冷技术采用了冷媒直冷方案，通过直接将冷媒通入电池包进行冷却，从而减少了能量交换的级数，提高了换热效率。相较于液冷技术，直冷技术的换热效率提升了20%。此外，比亚迪针对直冷技术中的难点，如两相流流型复杂多变和传热机理复杂等问题，进行了深入研究，并开发出了两代的直冷直热板。新一代冲压板方案通过大面积的换热结构设计，更好地应对了大功率充电和高效冷却的需求。

直冷技术还具有其他优势。由于没有额外的装置，因此不占空间、成本低、无能耗。此外，在电池需要加热的情况下，直冷技术也能通过相应的系统实现高效加热，保证了电池在低温环境下的正常工作。

液冷技术：

液冷技术是通过“水管”缠绕电池组，水泵带动水管中的冷却液，从而实现对电池的冷却效果。液冷技术的优点在于冷却效率较高，且通过加热冷却液也能为电池包加热，实现一石二鸟的效果。然而，液冷技术也存在一些缺点。首先，液冷系统的设备重量较大，可能会稍微挤占电池空间。其次，液冷系统的维护成本也相对较高。此外，液冷系统的密封性至关重要，一旦出现漏液情况，可能导致电池短路，引发安全问题。

综上所述，比亚迪的直冷和液冷技术各有优缺点。直冷技术具有高效的换热效率和较低的成本，而液冷技术则具有较高的冷却效率和加热能力。在实际应用中，比亚迪可以根据车型、电池类型和市场需求等因素，灵活选择和应用这两种技术，以实现最佳的电池热管理效果。

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【电池技术】比亚迪DM-i刀片直冷电池包系统设计

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冬至长刀、短刀电池

方形、软包、圆柱是目前动力电池三种主要形式；在三种不同形态的锂电池中，圆柱电池仅使用卷绕工艺，软包工艺仅使用叠片工艺，方形电池既可以使用卷绕也可以使用叠片工艺。目前，全球头部电池企业未来产品规划逐渐向叠片电池切换。

21年全球动力电池装机量排名前十的电池企业中，六家（LGES、比亚迪、SKon、中创新航、远景动力和孚能科技）布局叠片路线。

而刀片又是其中的佼佼者，似刀非刀，长刀短刀，和两C-PK在动力电池之巅；

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直冷的选择理由及未来

比亚迪dmi和E3.0平台的海豚要用冷媒直冷，归纳下目前在应用冷媒直冷的主机厂和车型：

1.1 BMW插电混动车型，包括X1，X3，3系和5系等插电混动；

1.2Jeep指南者和大指挥官的插电混动；

1.3 BMW mini和countryman插电混动；

1.4BYD全系dmi车型，包括秦dmi，宋dmi等；

1.5 BYD E3.0平台的首款车型海豚；

1.6BMW i3。

2. 应用冷媒直冷技术的初衷和出发点

因为电池如果需要大倍率充放电需要高效冷却，或考虑到液体泄漏造成的风险等等因素，小编归纳以下直冷技术的好处：

-->冷却速度快，冷媒蒸发温度低，少了chiller的液冷转换；

-->冷却效率高和能耗低，少了chiller冷冻液和冷媒的交互；

-->安全性高，不会像液冷造成短路；

-->能够降低整车重量，节省一部分零件和冷冻液的重量；

-->降低成本，节省一部分零件。

3. 应用冷媒直冷的难点

冷媒属于两相流体，直冷开发难度比液冷大，主要在冷板设计和策略控制上。加上仿真手段、测试手段、密封手段的缺失；

4. 应用冷媒直冷技术能节省的成本

通过对比直冷和液冷的热管理架构，可以发现直冷系统可以去掉电池侧水泵（200元），电池侧副水壶（40元），电池chiller（300元，含EXV和PT传感器），还有一些水管。考虑到铝管比塑料管贵一些，这样大致算下来，单车可以节省500多元。

不但价格降低了，关键整车重量也降低了（起码冷冻液比冷媒重很多），降低7Kg重量应该不成问题。

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DM-i的软刀电池

比亚迪DM-i采用的是“软刀”电芯，即多个裸电芯串联在一个方形铝壳内，这样便于提高整包的电压。DM-i的这个软刀电池采用的是8串的方案，整个电芯的额定电压为25.6V，带电量约1.22kWh。

比压迪目前的刀片系列电池主要分为长刀、短刀、软刀、方刀，仅有软刀电池是采用这种裸电芯成组的思路，本质上，公众号动力电池BMS,一个软刀电芯就相当于一个小的模组。所以，我们看到软刀电芯是有自己独立的高低压接口的。

软刀有个问题是比较严重的，就是漏液，由于它是由多个裸电芯串联，存在有多个连接点，使得它有较高频率的电解液泄漏问题，去年比亚迪有较多的整车安全事故很大部分来自于此。

2. 基本参数与整体布局

这里分析的是V67型产品的DM-i电池包，额定容量是47.7Ah，额定电压是384V。

DM-i的外表面布置有一层保温措施，这个保温层与冷板构成一个上盖组件。

PS：粗糙的直觉，这只是一个样件，作为热管理供应商送样的某个报废电池包样件。保温棉的外观实在和BYD外观大相径庭；但是整个保温思路，是对的。

下箱体则分为两个区域，一个是电芯成组区，共计15个软刀电芯沿电池包的轴向进行布置，另一个区域则是高低压控制区，即配电箱和BMS。在电芯与冷板之间布置有导热胶和加热膜。

整个电池系统的平面布置和Z向构造如下图：

3. 直冷与自加热

BYD在DM-i系列车型中，大规模的上了直冷技术，关于直冷冷板的设计，在量产的车型中我看到过两个方案，如下图所示，流道的不同，意味对冷却效率有所不同。根据比亚迪的宣称，直冷相对于液冷少了一级热交换，使得系统的换热效率提高20%。

对于加热，比亚迪这里没有走直热这个冷却同一通道，也没有利用热泵或是利用发动机的余热，而是首次采用了电芯脉冲自加热技术。

根据比亚迪的描述，这个脉冲自加热原理是通过BMS电池管理系统，控制电池高频自放电，让单片电池内部生热，这样加热电池组，电池组的平均温度会更好，加热效率比传统液热高10%。

得益于软包刀片的结构形态优势，DM-i能够将整个系统的空间利用率达到65%，这使它能够更好地利用既有空间；不过，就像前文所述，软刀在自身内部的成组有较为大的失效问题，基于软刀的方案未来如何走，还说不好。

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BYD刀片相关专利

比亚迪的刀片电池即长电芯方案（主要指方形铝壳），是一种通过增大电芯的长度（最大长度与电池包宽度相当），将电芯扁长化设计，来进一步改进电池包集成效率的技术。它不是某一个特定尺寸的电芯，而是基于不同需求可形成不同尺寸的一系列电芯，具体形状如下：

正负极在两端，两端（或一端）都有防爆阀，有点软包两端出极耳+方形铝壳综合的感觉。相对于已有方形铝壳电芯方案，这个电芯最明显的优势在于散热效果好，难点在于整个电芯的结构稳定性，内阻，注液等，尤其是结构强度方面，在后面的CTP方案中，电芯需要依靠自身来实现支撑。

对于此，比亚迪主要是通过成型工艺、结构设计等方面的改进提高外壳的支承强度，同时将外壳的长宽比控制在预定范围内。此外，通过集流路径的优化等方式降低单体电池的内阻，还可辅以注液工艺的改进，解决单体电池尺寸较长带来的注液时间较长的问题。

接下来，我们从专利来重点看下比亚迪的CTP方案。

（1）结构上，下图是一种CTP方案的组成爆炸图。

可以看出，单排电芯，直接铺在底板上，电芯的两端固定在端板上，由两端边框提供对电芯提供支撑，为了增加支撑力，可以在底板上增加一个支持台阶；在电池包边框与电芯大面之间有缓冲板（侧板），对电芯提供夹紧力。这个方案中没有纵横梁，也可以增加纵横梁或阻燃隔热垫之类，这样形成多个子模组，如下：

比亚迪似乎是计划用电芯自身的强度来实现自支撑，同时再依靠集成后的电芯强度来增加整个电池包的结构强度，即电芯与箱体紧紧结合为一体。这个有待最后的产品检验，对电芯壳体的强度要求很高啊。

（2）热管理

比亚迪对CTP给出了两种冷却方案，上图展示的为液冷设计。该方案是把水冷板放在整个电池包的上面，与模组顶板的直接接触，对电芯侧面窄边进行冷却；为提高导热效率，模组顶板与电芯侧面之间有导热板（可能导热胶或导热垫更合理），整个包的温度差控制在1℃以内。水冷采用U形水道设计或并行设计。

与此同时，电芯的另一侧面与模组底部之间有隔热层，以隔绝电芯与外界的热交换，起到保温作用，可采用保温棉。

这个图也可以看出比亚迪CTP热失控的基本思路，正对着防爆阀设计进气孔，将热失控发生后的气体、火焰等引导到排气通道，经排气通道排向周围环境。另外有多个模组的，模组之间会形成物理隔离；整个电池包的外面应该还会有平衡防爆阀；这个思路与Model S的设计比较一致，难点在于IP67，热失控通道的进水腐蚀问题。

（3）CTP的方案配置

从专利来看，比亚迪CTP的方案在8种以上，对应于不同尺寸电芯和不同的布置，也考虑到了双层电芯的方案；对于箱体的集成，CTP会有传统的车底盘与箱体分离的传统方案，也有二者集成为一体的集成底盘方案。

整个设计中，还缺少另外一个核心的电连接及高压配电方案。电连接应该会利用FPC技术，这块比亚迪走得也比较早，高压配电可能会利用下面红圈圈的空间，有点类似奥迪e-tron的思路，以及前端空中来的一块空间，见上面第4个图，类似于Model S。

比亚迪的这一套CTP技术信息量不少，简单梳理下要点（电芯内部除外）：

（1）大电芯，大模组，电芯壳体材料/工艺是个有新技术需求的地方；

（2）CTP结构上，电芯如何固定是难点；

（3）CTP热管理上，首次提出了电池包顶部冷却的设计，导热胶、保温棉之类的是增量所在；

（4）CTP热失控上，方案的可靠性不太好（这个方案已经有失效案例），可能会需要更多的PACK防爆阀；

（5）连接工艺上，高强度结构胶可能是未来增量所在；

（6）多功能复合材料箱体的产业化。

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来自短刀的刀

PS，笔者一直有疑问。BYD的刀片和蜂巢的刀片到底啥区别，所谓长短，到底是技术水平、还是市场持久能力？！

蜂巢最新的L600电芯长度大约在574mm，BYD的刀片在1米左右，难道这就是所谓的长、短之分，是否太过儿戏；

后面要不要区分个胖、瘦之分呢。

君且看，蜂巢龙鳞甲电池：

文章来源：动力电池BMS

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