宁德时代CTP3.0麒麟液冷设计详解

1.麒麟电池简介

麒麟电池不将水冷板放在底部，而是插入电芯间，水冷效果极大加强，好处为：1）大幅提高安全性，水冷板附加隔热作用，可实现无热扩散；2）提升快充性能，电芯双面水冷，4C充电产品23年亮相；3）提升循环寿命，电芯加紧后寿命会短一半，也就是放松一点的话，循环寿命能长一倍，水冷板附加缓冲作用；4）提高比能量：水冷、隔热、缓冲功能三合一，空间得到大幅节省，磷酸铁锂可达160Wh/kg、290Wh/L，三元高镍可达到250Wh/kg，450Wh/L，比4680多装13%的电量。

2.麒麟电池创新点

水冷板代替电池包横纵梁，叠加双层冷却通道设计，同时具备支撑、水冷、隔热、缓冲四大功能。此外电芯采取双排背对背方式侧立排布，因此可放入更多电芯，更有利于快充技术，同时安全性、体积利用率大幅提升。

3.麒麟电池技术详解

麒麟电池包

根据宁德时代专利“箱体结构，电池及用电装置”，授权公开号：CN216648494U，我们可发现麒麟电池包的结构细节，其主要创新如下：

1.方壳电芯采取背对背侧立方式排布于箱体内，而非原本直立方式，可放入更多单体电芯，更有利于快充，提高体积利用率；

2.冷却板替代横纵梁，使支撑、冷却、隔热、缓冲功能四合一，有效提升空间利用率。新冷却板以加强体的方式插入电池排间，同时连接上盖和下箱体，起到传统横纵梁支撑保护作用；两排电芯共享一个冷却通道，相比一排电芯使用一个水冷板，减少冷却板数量，降低BOM成本，有轻量化的效果，更有利于快充时散热；立式冷却板打造横向相对隔离空间，纵向电芯间有膨胀补偿片+绝热气凝胶，有效隔热实现“零热失控”；冷却板采用内外两层冷却通道，可吸收电池充放电及老化时产生的膨胀，减少电池单体挤压，提升电池循环寿命；此外新水冷板转移至箱体内部，可避免因碰撞易出现破损而导致漏液风险。

3.下箱体有定位/限位槽，用于冷却板的安装及电芯组的固定，该设计可提高电芯组安装稳定性，避免相互碰撞损坏，但仍需导热结构胶保证强度及优化散热。

图表：麒麟电池专利图

来源：宁德时代专利 注：127/128分别为冷却板进水口/出水口

麒麟冷却板

根据宁德时代专利“水冷板组件、水冷系统、电池及其箱体以及用电装置”，申请公布号：CN114497826A，我们可发现麒麟冷却板结构细节，其主要创新如下：

水冷板具有内外两层冷却通道，采用口琴管方式，其中外层和内层冷却通道中的一者为液冷通道，另一者为非液冷通道（如外层液冷，内层风冷），非液冷通道由于不填充冷却液，通道壁可以适当朝内变形，吸收电池单体膨胀，避免电池单体挤压损坏。

图表：麒麟冷却板专利图

来源：宁德时代专利

第1点：冷板与电芯的配合

图展品

图电芯与冷板配合

图卷芯方案

专利分析可知：一个电芯对应2根蛇形管，但是单个电芯可以由多个卷芯堆叠而成；可以理解为圆柱电芯的模拟，宏观上来看，异曲同工；

图C方案

图MODEL S 18650方案

第2点：冷板结构方案布置

图冷板与箱体总装

图冷板内流道设计

图 常规扁管截面

图 专利扁管截面

CTP3.0麒麟电池针对全生命周期电化学反应、水冷系统实车需求等进行全面模拟仿真，在多功能弹性夹层内搭建微米桥连接装置灵活配合电芯呼吸进行自由伸缩，提升电芯全生命周期可靠性。

图 截面内部斜设计，初步评估为电池膨胀下的可压缩

这一点倒是有点意思，差不多应该是这样的结构，感兴趣的可以搜下C专利：

据C所言，由电芯与多功能弹性夹层组成一体化能量单元。在垂直于行车方向上构建更稳固的受力结构，提高电池包结构强度与抗冲击能力。

第3点：管路端部接头布置

口琴扁管实际上是一种常规的方案设计，久远到TESLA的第一、2款车型，时代起源，历史总是惊人的相似。

图冷板内接头设计

图内部S型流道

S型流道也许不是必须，但是为了这个S型，真的需要挑战下微观绣花（薄壁焊接）；

图 端部密封形式

图 端部密封形式

其次，关于外部水嘴，需要考虑管路的布置方式，哪怕CATL也莫不过如下4中形式：

1、卡箍方案，采用DPDM橡胶软管配合后配卡箍，类似整车外部；

2、尼龙管PA12配快插接头，普通的VDA或SAE；

3、特制快插，如C-lock等形式，采用快插内密封形式；

4、冷压压接形式，类似快插与尼龙管的配合；

第4点：中间串并联管路布置

按第3点告知，管路串并联主要是配合端部接头考虑：

目前来看，初步推断为冷压或Clock接头形式：

审核编辑：汤梓红