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BMW的第四代PHEV动力电池技术

2020-06-12
来源:与非网
关键词: BMW CAN通信 X5PHEV

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引言:去年写过一篇文章《24 度电起步的BMWPHEV》,最近通过整理 BMW 的技术资料可以发现从第三代到第四代,BMW 做了以下的革新:

1) Gen 4 的海外版本,从 26Ah 的 PHEV1 的电池升级到 34Ah,在 5 系&7 系上面没有改变模组数量,在 X5 上增加了模组数量

2) 配电盒方面改进了接触器和熔丝等配置,适应更大的电流

3) BMS 的通信模式,从 CAN 通信更换到引入了部分的菊花链通信

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Gen3 到 Gen4 的主要更改

如前所述,在模组数量没有改变的条件下,电量是从 9.2kWh 升级到 12kWh,其他大部分的参数都没有特别大的变化。

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图 1 5 系 PHEV 国外版本的电池升级

而在内部如前所述,S-box、CMU 的设计都有了一些变化。

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图 2 具体的设计差异

特别要注意的是这个菊花链设计,升级后等于区分出来了 1 个主 CMU 和 5 个从 CMU(之前 6 个都是采用 CAN 通信的一摸一样的),折衷的考虑一方面是为了 BMU 布置的灵活性,也是尽可能保证原有 BMU 和 CMU(主)通信的可靠性,依靠主 CMU 和从 CMU 菊花链通信获取所有的单体信息。

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图 3 部分的菊花链通信设计考虑

注意,如果我们仔细看整体的打开结构,这个电池系统的设计主体是没变的。

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图 4 12kwh 的版本(6 模组方案)

02
X5 PHEV 电池的设计

通过收集信息,如下图所示我们可以看清楚 X5 改进版本的,做法是对称的做 12 个模组,分两个块进行布置,然后采用模组 2P 的连接方式进行并联使用(最初用在第一代 X1 PHEV 上的模式)。如下图所示,这是 12 个模组的布置形式。

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图 5 X5 PHEV 的连接方式

为了适应这样的设计,CMU 需要翻倍,所以也就出现了 12 个 CMU,一个主 CMU(图示中的 2)配合 11 个从 CMU(图示中 -3)使用菊花链的通信方式,如下图所示。

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图 6 X5 PHEV 电池系统的 CMU 位置

对比 24kWh 的做法,BMW 和 benz 一个采用模组 2P,一个采取 Pack 串接之后再并联,方式不一样其实总体的特性差异并不大,大型的 SUV 做 PHEV 需要大的动力电池,除了这种采用 PHEV 电池并联的方式的话,就是理想之后采用的使用 BEV 电芯的方式来操作。从我个人的判断来看,如果能够在低 SOC 下调整功率输出,或者在功率一致性上做一点妥协,这种 BEV 电芯较大电池在 PHEV 上使用的办法,不失为一种解决问题的思路。

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图 7 X5 PHEV 对应的低压线缆连接情况

小结:我之前还纳闷,为什么 BMW 之前一直在谈第五代动力总成技术,它把每一代迭代都算进去了,而主体的设计思路都是基于之前设定的方法往前走。


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