9月13號(hào),寶馬在國內(nèi)迎來了ix3的首發(fā),這也是寶馬第5代電池平臺(tái)的首款車型,單從整個(gè)車的定位和性能上來看,ix3沒有料想中的驚喜,與其它幾個(gè)車型的對(duì)比如下表。
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它可以吊打比自己早一年的EQC和e-tron,但在性價(jià)比和智能化上比蔚來和特斯拉都要弱,仔細(xì)看了下它的中控臺(tái)設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)型的痕跡仍然比較掙扎,唯一值得大家信賴的可能就是寶馬的品牌和它的操控了吧。
我們?cè)賮碇攸c(diǎn)看一下它的電池系統(tǒng),多謝《電動(dòng)勢(shì)》馮金剛老師提供的樣品包照片,這里才能更進(jìn)一步了解到電池包的實(shí)際情況。
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上面的這個(gè)半剖圖基本展示了電池包的主要結(jié)構(gòu)部分,尤其是模組。從左向右,依次是放置在箱體隔間的水冷板、上蓋+CCS半剖+電芯外露的模組、去掉蓋的模組、完整的模組安裝在下箱體隔間中。
根據(jù)iX3目前已經(jīng)公開的數(shù)據(jù)來看,該電池系統(tǒng)的總電量為80kWh,可用電量74kWh,即取中間92.5%的SOC窗口區(qū);比能為154Wh/kg,換算下來,包的質(zhì)量在519.5kg左右。
整個(gè)電池系統(tǒng)共有188個(gè)電芯,成組的方式為94S2P,結(jié)合上圖可以推知,iX3采用了兩種模組,8個(gè)小模組,每個(gè)模組18個(gè)電芯,另外兩個(gè)大模組,位于電池包后端上、下層,每個(gè)模組有22個(gè)電芯。
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整個(gè)電池系統(tǒng)的基本參數(shù)匯總?cè)缦拢?/p>
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電芯方面,采用了定制的長(zhǎng)矮型電芯,NCM811,由寧德時(shí)代提供,根據(jù)電池包的容量來推算,單電芯的容量在116Ah左右。從電芯的實(shí)物來看,電芯的外表面涂抹了一層亮藍(lán)色的材料,推測(cè)是絕緣的作用,常用的方案是在外表面覆貼藍(lán)膜。這款定制的電芯,在高度上非常的小,讓寶馬在電池包的Z向空間上擁有了更多的自由。
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電芯在模組內(nèi)進(jìn)行成組時(shí),電芯大面的兩個(gè)側(cè)面會(huì)分別貼覆一種淡黃色和一種白色的膜材料,這兩種的作用應(yīng)該是粘貼和隔熱阻燃用的。
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模組方面,我們從樣品包上能夠看到5個(gè)主要的組成部分。
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電芯1+CCS(2+3)+上蓋4+端板5
CCS盡管沒有完全拆開,但我們能夠看出基本是延續(xù)了i3的思路,具體參考《寶馬i3模組CCS設(shè)計(jì)》。在電芯之上會(huì)首先放置黑色的隔離板支架,用于承載低壓采樣、低壓線束的固定,匯流排busbar3的定位。這個(gè)支架是塑料材質(zhì),i3采用的是PP。匯流排3是四聯(lián)排,構(gòu)成2并,采用激光焊與電芯輸出極連接。
采樣通過FPC(待確認(rèn),粉色條帶)和低壓線束實(shí)現(xiàn)采集和傳送,從粉色條帶上看,每個(gè)條帶有5個(gè)采樣點(diǎn)。低壓的這個(gè)插口采用快插入方案,設(shè)計(jì)在上蓋的中間部分。
端板是比較有特色的地方,一般來說,端板是呈規(guī)則的四方體,ix3則是一個(gè)梯形,這個(gè)形態(tài)應(yīng)該是結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的結(jié)果,在滿足性能的基礎(chǔ)上盡可能輕量化。從圖上看,端板的高度低于電芯的高度,這與一般設(shè)計(jì)(端板完成覆蓋電芯的大面)也有所不同。
模組的固定我們借助于下圖來細(xì)看下,這點(diǎn)類似于Model S,模組側(cè)板兩邊會(huì)首先搭在下箱體的橫梁上,定位好后,壓板壓下去,將相鄰兩個(gè)模組的側(cè)板同時(shí)壓住,最后通過緊固件固定好。
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接下來,我們?cè)倏聪翽ACK中央通道連接。由于這個(gè)區(qū)域是最為安全的空間,所以把冷卻管路1和高低壓線路2,以上、下的空間關(guān)系來布置。這個(gè)方案是目前主流的設(shè)計(jì)思路趨勢(shì)。但是ix3的模組由于是兩端輸出極,所以并沒有完全把高壓線路布置在中間,沿箱體內(nèi)的兩側(cè)也有高壓連接。
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此外,從低壓線束的走向和連接來看,ix3的BMS采用主從式,一個(gè)一體式主控(推測(cè))+一個(gè)從控,布置在PACK的后端高壓盒蓋上,這個(gè)區(qū)域的設(shè)計(jì)與Model 3相似,即下層(高壓控制區(qū))+上層(低壓控制區(qū)),也是目前一個(gè)主流的布置思路。
iX3沒有拋棄低壓線束的方案,所以,整個(gè)PACK看起來不夠簡(jiǎn)潔,最長(zhǎng)的線束從前拉到后部,要2米左右,而且線束更容易造成安全隱患,這點(diǎn)在國內(nèi)的事故中已經(jīng)得到了統(tǒng)計(jì)和論證。
高、低壓的連接方案和布局是寶馬最可以進(jìn)一步優(yōu)化的地方。
最后,再討論下冷板的設(shè)計(jì)。從渲染圖和寶馬早期的手工模組制作來看,冷卻板表面是有凹凸紋路的(此次沈陽展示的樣品則是光滑的冷板);凹凸紋路的冷板比口琴管和常規(guī)的沖壓冷板換熱效率高。
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冷板另一個(gè)亮點(diǎn)在于它在靠近模組外端的一側(cè)有一個(gè)豎立起來的結(jié)構(gòu),在實(shí)際裝配時(shí),這個(gè)結(jié)構(gòu)會(huì)首先與模組的端板焊接連接在一起,然后再放入下箱體。
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這種冷板結(jié)構(gòu)是第一次見到,一方面它可能會(huì)讓冷板大面與模組底部結(jié)合得更緊密和牢固,另一方面它可以把來自端板的熱量快速疏導(dǎo)出去。
iX3的這個(gè)包沒有看到一些常見的熱失控防護(hù)技術(shù),如箱體下表面,上蓋下面加隔熱防火層,這些可能并沒有在樣品、生產(chǎn)或渲染圖中體現(xiàn)出來,能看到的是電芯層面的隔熱防火、下箱體有橫梁形成的模組隔間,以及在上蓋后端的平衡防爆閥。
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NCM811電芯的熱失控防護(hù),應(yīng)該做得更充分些;Gen5的這個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以再優(yōu)化的空間很多,我們看看后續(xù)寶馬的迭代速度吧。