小鹏汽车的大圆柱电池模组专利解析

目前国内，在大圆柱电池领域的成组和系统开发，做的比较前沿的除了亿纬锂能之外，还有小鹏汽车，蔚来汽车以及宝马等公司。

经过对过去一年小鹏汽车在电池领域申请的专利检索，查到在过去一年，小鹏汽车已申请了一些关于大圆柱电池的相关专利。包括大圆柱模组的装配方法，大圆柱电池汇流排的设计，大圆柱电池模组的设计等。

相比亿纬锂能，小鹏汽车并没有一份专利来整体的阐述大圆柱电池Pack系统的完整设计方案，而是仅有篇专利来介绍其大圆柱电芯成组的模组设计方案，专利名称：《圆柱电池模组、电池包和车辆》，申请号：202220875414.9。

对此模组设计方案专利，本文经信息提炼后，抛砖引玉，做一个简短的分享。

1）整体来看，通过专利中的描述，小鹏汽车的大圆柱模组与Sandy Munro拆解的特斯拉4680模组非常类似。可以看到小鹏汽车的大圆柱电池Pack系统并不是CTP的结构，依旧能看到传统模组这样的小单元。只不过是省去了传统的侧板，端板和上支架机构。

▲专利中所述的模组示意图1

2）经过对专利中的信息进行提取，绘制的小鹏大圆柱电池模组整体布置示意图如下。

方案中依旧保留了VDA模组时代常用的线束隔离板。云母板位于电芯和线束隔离板中间。云母板通过卡扣的方式与云母板连接。

▲小鹏模组结构示意图

3）大圆柱电芯与模组的固定方式。如同特斯拉的方案，大圆柱电芯通过胶水与底板上对应的限位卡槽进行粘接。

底板上有两种孔：注胶孔和排气孔。注胶孔用于将结构胶水注入到两个大圆柱接触的间隙中间，用来将大圆柱电芯固定在蛇形冷却板上。

排气孔用于在最后灌注发泡胶时，将发泡胶填充模组内间隙时赶走的空气能及时排除，以免影响发泡胶最后成型的强度和导热性能。该排气孔还有另外一个功能：即当排气孔溢胶时，作为灌胶停止的一个信号，也可以通过计时来决定灌胶时间。

最后模组与箱体底部的固定是通过在底板的另一侧的打胶槽内注入结构胶，来将模组固定在箱体的底部。

4）我们可以看到，对于电池热管理这块，相比特斯拉和亿纬锂能，最大的差异点是小鹏汽车的每个模组的最上方都有一款基本上和模组投影等效面积的水冷板。水冷板和汇流排之间涂有导热胶，用于对电芯及电芯上方的电连接件进行散热，比如汇流排和镍片。

另外，可以看到FPC是挂在模组的两侧，进一步可以避让出Z向的空间。

▲专利中所述的模组示意图2

上述是对小鹏大圆柱电池模组方案专利的一个简介。综合之前的文章，我们了解到到小鹏汽车，在大圆柱电池成组方案与特斯拉，亿纬锂能方案对比，既有对特斯拉方案一些技术点的追随，也有自己的一些特色。

另外在查专利的时候，还看到小鹏汽车有一篇有点脑洞大开的大圆柱电池成组专利。示意图如下，其方案是：为了进一步提高体积利用率和能量密度，在四个大圆柱的间隙中间，插入同等高度的小圆柱电芯。两种不同直径的电芯，可以是同种化学体系，也可以不是（想到了之前蔚来汽车的三元铁锂混搭电池方案）。

▲不同直径圆柱电池搭配的专利示意图

在之前的文章中，有提到亿纬锂能申请的大圆柱电池躺着成组的方案，现有小鹏汽车大小圆柱电池混搭的方案。如早些时候文章中所述，在大圆柱成组的细分技术领域，国内的车企和电池企业，为了“拧干毛巾最后一滴水”，后续的结构设计微创新会层出不穷。让我们拭目以待。

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