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BMW iX和i4的电池系统

2021-06-05
来源:与非网

  昨天BMW发布了iX4和i4的特性,由于当前竞争的格局,这两款车也会从11月开始全球交付。需要注意的是,目前来看iX的价格还是很喜人的:iX xDrive40(240 kW&76.6kWh) 起价为 77,300 欧元,iX xDrive50 (385 kW&111.5 kWh)起价为 98,000欧元。BMW i4 也有两个规格,i4 eDrive 40 (250kW)和i4xDrive 50的电池都为83.9 kWh。这两台车有很多地方可以说,我们首先还是从电池系统开始说吧。

  第一部分 电池系统结构

  我们首先来看i4的电池系统,整体的结构设计和布置,几乎和iX3是相似的。电池采用窄宽度电芯以后,分成了8个双排大模组,然后为了保证容量配置了3个小模组,放置在二层和顶部区域。从i4的电池角度来看,这里是尽可能降低了电池包在乘客区域的高度(110mm),把高压线束、增高的模组还有电气部分放置在中央通道和后排座椅两部分。根据后面的推算来看,i4的模组没有明确的显示,这里等后续发布详细的信息搞清楚,根据后面的充电信息来看,非常有理由确认,i4和iX两种电芯在配方上做了差异化处理,i4偏向于快充功率,iX偏向于能量来增加里程。

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  图1 i4 的电池系统

  如下图所示,BMW是采取了低高度的设计方法,把电池高度影响车辆的部分控制在了110mm,也因为这个电池系统整体的组装其实比较有难度的。

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  图2 BMW i4的电池系统的布置

  这个可能看iX的模组更舒服一些,在这里采用了11个大模组。下图里面有一个双排模组的结构的样式,目前国内基于148宽度电芯双排模组设计最初的创意可能是来自这个设计。按照推算来看,1个模组11kwh。

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  图3 iX的电池系统

  仔细数一下,一个模组里面有50个电芯,分2排25列。也就是每个电芯201Wh(按照3.61V来估算为56Ah),在这里没有提及800V,因此按照400V来推算,也就是采取比较奇怪5颗电芯并联的方式(5P110S),宝马在设计这个模组方面可是花费了很多的心思。备注:看了这个包,你能理解BMW的工程师愿意去尝试圆柱电芯了当然小的电池包,76.6kWh是怎么搞的呢,按照同电芯的估算,则这里有380个电芯,在这里可能是采取4P然后降电压的模式(4P95S),整个系统电压为343V。

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  图4 iX的模组

  第二部分 i4和iX的快充速度三款电池的快充速度是有差异的,如下图所示:iX xDrive50 的111.5 kWh的峰值充电功率为195kW,为了能量这款电芯是有所调整的iX xDrive40的76.6kWh的电池峰值功率为156W,大概是前者的80%,我理解这里直接是4P和5P的差异。而BMW i4 83.9 kWh的峰值充电功率是210kW。这款大电池充电功率在非常低SOC下为175 kW,SoC的35% 左右上升到 195 kW,从35%到50%的区段把功率降低到160 kW 左右,然后稳步往下走,80% 的SoC下充电功率略高于 90 kW。

  从充电时间来看,从10%到80%大约需要 35 分钟,对应126 kW 的平均充电功率,对应的是十分钟应该可以充满150公里

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  图5 iX高配电池充电功率低配置的电池,基本和iX3的情况相似,在20%的SoC下充电功率为150 kW,40%以后降低到140kW,然后分步骤开始往下走,到80% SoC充电功率为50 kW。10%到80%所需要的时间为31分钟,对应的平均充电功率为96 kW。

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  图6 iX低配充电功率这款电池是真的很快,我们可以看到在很小SOC下,功率快速拉高到200kW,在30%的区域甚至达到了210kW,然后在SOC40%的时候降低到150kW,60%降低到100kW,在 80%功率会下降到大约 60 kW。这款电池从10% 充电到80% 需要 31 分钟(这三款车的充电曲线都有差异,不知道是怎么配置这些奇怪的曲线的),对应110 kW的平均充电功率。

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  图7 i4 充电功率曲线

  小结:当然这些电池系统都有和iX3相似的冷却系统,在400V系统下,大家都把功率往210kW来做对应的电流都是500A以上的了。对于当前的快充功率方面的拉高,我们还是要重视起来,800V要做快充,400V也要做快充。




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