福特汽车继电器-开箱Mach-e 的SKI电池系统设计

Sandy Munro 最近拆解了福特Mach-e的电池包，我们可以近距离地解析下福特这款最畅销车型的动力部分，实际是如何设计的，内容分为6个小点：

（1）总电量与可用电量设定；

（2）外接口布置；

（3）上盖设计；

（4）两款模组与总体布置；

（5）高压PDU区布置；

（6）冷板布置。

1、总电量与可用电量设定

Munro拆解的这款车是低配版，而且比较巧的是，采用的是SKI的电芯，Mach-e最先采用的是LG化学的。

低配版的总的电量为75.7kWh，可用电量为68kWh，整包重约485kg，比能约156.1Wh/kg（75.7/485）。

90%的可用电量，SOC窗口上下各留约5%的Buffer余量，这是比较保守的一个SOC窗口设定，不少车企都设定到了95%左右。较窄的SOC窗口不足之处在于可用电量低、整车的能效低，好处在于给了电芯一个更安全的充放电区间，确保电芯的使用寿命，同时可以提供更强劲的充电功率（这点从它的快充性能可以看出，另外再讨论）。

2、外接口布置

除了与整车的机械连接分布在电池包的下箱体外，其他的接口主要分布在电池包的前端（从行车方向看）。

主要接口为5个，如以下2图所示。

（1）是与整车的低压通讯接口；（2）是前电机逆变器的接口；（3）是快充接口；（4）是与加热器、DCDC转换器、车载充电机OBC和空调压缩机的接口；（5）是电池包的水冷进行口。

与上述接口所对应的整车接头如下所示：

3、上盖设计

比较奇怪是整个箱体没有看到平衡防爆阀的布置，在上盖凸台处有个Vent开口设计，封口是一层白色膜。由于上盖与乘员舱地板相接触，所以在此设计防爆Vent不是个好的选择。

上盖看上去是非金属的方案，比较轻，外表面有NVH垫，周边通过64个紧固螺丝与下箱体连接。

上盖与下箱体的密封方案如下所示。

4、两款模组与总体布置

Mach-e与Bolt EV的方案是非常像的，它采用两款模组，如下所示的布置；前面两个是小模组，后面8个是大模组。

接下来，我们看下模组的成组。小模组共计24个电芯，大模组共计30个电芯，整个包是288个电芯。Munro对模组的电压测试可知小模组32.3V，大模组40.3V，这应该是电芯达到4.0V的状态。

由此推断：小模组是3P8S（3并8串），电量为6.3kWh；大模组是3P10S，电量为7.9kWh，这样总电量7.9*8+6.3*2=75.8kWh。通过这些数据，我们也可以大致地推算下电芯的容量约为73Ah。

高配版的电池包电量约为98.8kWh，它在电池包的后排位置采用了双层模组布置，同时模组的成组也多了些电芯。

5、高压PDU区布置

Mach-e高压PDU区的布置，也是采用了较为主流的方案，即布置在电池包前端的一段狭长空间。主要的高压器件如下所示。

在主正、主负的每个输出极上，都设计有2个继电器，这种双继电器方案，应该是在充电时使用一组继电器，在放电工作时使用另外一组继电器，相对于特斯拉那种单继电器方案更安全些。

熔断器的布置如下。能看到参数的两款是Eaton的630A，430VDC；EV20-150-xx。

6、冷板的布置

Munro没有把模组从冷板上拆开，所以还看不到冷板的具体设计。从描述上来看，应该是每一排模组用一个大的水冷板，中央通道是冷却液进出的主通道，每个模组的进出水口汇聚到中间的冷管上来。

小结：

福特Mach-e电池系统在技术上没有新的突破或创新之处，所采用的方案都是已经成熟的，由于借鉴了LG和GM在Bolt EV上的思路，所以整体水平也就是2017年左右的状态。

福特在本月初公布了其上半年的汽车销量，共计销售了947737辆，其中xEV共计56570辆，Mach-e累计销售12975辆，占福特总销量的1.4%，占xEV销量的23%，差不多1/4的电气化车辆为纯电的Mach-e。销量还是不错的，我觉得很大部分得益于既有的野马品牌和粉丝受众，在这一波尝鲜后，能否维持住销量要打个问号。

Mach-e的性能还有很大的优化空间，最简单的就是换个电池供应商，换个方案，续航、充电、加速度等直接可以上一个台阶。