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96颗中国芯!聊聊全新5系PHEV电池的打造

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来源:汽车之家      2017/10/25   浏览12294次   

一年多以前,这里刚刚投产了宝马全新一代B系列发动机,而被称为宝马体系内制造工艺最全面的发动机工厂。当时有幸来参观的我从其铸造车间走出后,对旁边预留的一大片空地产生了兴趣,便询问工程师,答曰:那是未来宝马的电池工厂!


如今,这座动力电池中心真真实实地出现在我面前,厂区门口的名字也由“华晨宝马发动机工厂”变更为“华晨宝马动力总成工厂”。这对即将发布的全新5系插电混动版和宝马未来的新能源格局来说,意味着什么呢?



● 宝马在国内造电池之前的故事


当我听到华晨宝马电池工厂落成的消息时,第一反应就是:一家电池巨头估计已经哭晕在厕所了,它就是宁德时代(CATL)。这家国内的电池企业曾因在2011年进入宝马供应体系而在行业内声名鹊起。由于为宝马提供动力电池,宁德时代不仅名气一飞冲天,市值也被估到了840亿元,这甚至是很多国内整车厂都难以企及的。(这里来解释一下什么是动力电池?简单说,它就是一种高能量密度且直接用于驱动车辆的电池。)



除了宝马,上汽、北汽、长安、吉利、长城、东南、东风……一众中国品牌车企的新能源车上如今也出现了宁德时代的动力电池。从2011年才进入电池圈的这位新人,今年上半年在市场占有率上就超过了在电池方面深耕多年的比亚迪,可以说其背后的大牌金主宝马功不可没。



华晨宝马动力电池工厂落成后,也就意味着宝马在国内开始自己造电池了。那么与宁德时代say goodbye的时刻是不是也应该到了呢?在这里卖个关子,我们先来聊聊宝马为什么要自己造电池?


● 造电池并不是欧洲人擅长的事,但宝马必须要造!


在前些年,说到汽车的“三大件”,大家无疑会说到是发动机、变速箱、底盘,可在如今新能源汽车崛起的时代,动力电池成为了车企未来必须掌握的核心技术。因此,很多车企开始筹建电池工厂,例如一向被视为颠覆传统造车理念的特斯拉,也用实际行动赞同了这一观点。



一些新兴的造车企业对未来往往有着敏锐的嗅觉,自主生产电池似乎成为了它们一致的结论,车和家、蔚来、前途等等国内新兴造车公司,在创业初期就制定好了汽车、电池两把抓的策略。


电池成为未来汽车的关键技术这不仅仅是行业趋势,也是各国政府政策引导下的一个必然结果。国际范围内的“禁售燃油车”风波和国内2019年即将实施的“双积分政策”都在提醒着车企们,赶紧加大对新能源汽车的投入。



造电池的门槛很低,但做好电池是很难的,最关键的是掌握核心技术(例如电芯)其实,造动力电池一直是我们亚洲人擅长的事,日本的松下、中国的比亚迪、韩国的LG化学、三星SDI曾一度占据着全球市场的大头。后来者宁德时代在今年上半年超过了同胞比亚迪成为全球老二,除此之外还有多家中国电池公司跻身世界前十。欧洲企业呢?对不起,为欧洲人剩下的“蛋糕”少得可怜!



令欧洲人最受打击的是松下、LG化学和三星SDI甚至还争先跑到他们的老窝,在欧洲建立了动力电池工厂,这让欧洲人似乎颜面尽失,有种被人揪着短板狠狠打的感觉。



关于发展动力电池,车企们自身显然比政府更上心,此前17家德国企业自发组成了“德国联盟”,一起致力于生产锂离子电池,拟建一座预计在2020年实现年产50GWh的电池工厂,将目标对准特斯拉和松下这对好基友的Gigafactory工厂。


不知道这17家德国企业里有没有包括奔驰、宝马、大众,但似乎它们也并不会单纯指望着联盟。2016年到2017年间,大众和奔驰在欧洲都建立了动力电池工厂;宝马继德国本土的两家电池工厂外,在中国也建立了全球第三家完整的动力电池工厂,具体地址也就是我曾在华晨宝马发动机工厂旁边看到的那块空地。


● 宝马造电池依然需要中国电芯!


虽然华晨宝马建立了自己的动力电池工厂,但终归离不开老朋友的支持,其最关键的电池电芯依旧由宁德时代来提供,而其余的封装设计、散热系统以及电池能量管理系统等等均由宝马自主来完成。



在新车还未面世之前,我们来提前透露一下它在混动系统方面的一些秘密。全新宝马5系插电混动版将与传统动力车型来自于同一条生产线,没错,宝马铁西工厂有着足够强大的柔性化生产能力。发动机方面没什么悬念,全新的530 Le iPerformance会搭载宝马最新的2.0T发动机(B48),加上电机系统,其最大输出功率能达到252Ps(185kW),最大输出扭矩为420N·m。



新车会有三种驾驶模式:AUTO eDRIVE、BATTERY CONTROL和MAX eDRIVE。第一种,AUTO eDRIVE也就是自动模式,系统自动控制电驱系统;第二种,BATTERY CONTROL是用户可以设置电池要保持的电量;最后一种则会发挥出电驱系统的最佳性能。当然,在整个动力性方面,宝马针对于中国市场也有一些本土化的调校。



华晨宝马不再是将电池包全部交给宁德时代来生产,而只采购电芯。其电池包的能量密度相比上一代产品提高了70%,由65Wh/kg提到了111Wh/kg(单纯电芯的能量密度为165Wh/kg)。另外,重量也有原先的217kg降到了117.2kg。



对于纯电动和混动车型上的电池来说,大家关心的可能还有其耐低温、耐高温。宝马称电池包能在-30℃到50℃的环境下的稳定工作,这与其使用了液冷技术不无关系,每个双模组中间都夹着散热片,以保持合适的工作温度。关于循环使用寿命,宝马称在5000次充放电后,其电池实际容量大于初始的80%。


哦!对了,全新的5系插电混动版还会量产一个让人眼前一亮的科技——无线充电(但只会出现在部分配置车型中)!正如今天一些具备无线充电的手机是一个原理,只要把车开到相应的位置,感应线圈便会将电能传输到电池包内了。


关于这套混动系统,个人觉得还有一些小遗憾,即全新的5系插电混动版没有支持时下流行的48V电压系统,起动/发电一体机依旧为12V电压驱动。如今,越来越多的车企将48V电压系统纳入未来的动力总成开发计划,甚至全新奥迪A8、新款奔驰S级都已经实现了量产,它不仅能改善发动机启停技术,还让车辆有了支持更多大功率电气化设备的潜力。


● 4.0工厂做背书


走进华晨宝马的这座动力电池工厂,你会看到很多台ABB公司提供的机械手,生产线上布置着相应的传感器,将采集的各种生产信息实时传递到“宝马云”(类似百度云),因此,宝马也将这座工厂纳入了其4.0工业体系。对于电池工厂来说,其50%的自动化率也属于不错的水平。



工厂内分两条生产线,制作过程首先要将电芯、绝缘板、支撑板等组成一个个的单模组;然后将单模组、散热原件、线束等组成双模组;最后再与电池包壳体、隔板以及电子原件组成完整的电池包。制作期间,自动激光焊接是必须的一项工艺。



为了保证加工精度,除了自动激光焊接,还是使用到3D光学照相检测焊缝的质量。电池包组装完成后,工人会对每一个电池包进行100%的气密性试验和电子元器件试验。



相比特斯拉的Gigafactory超级电池工厂,这座工厂似乎是小巫见大巫,其仅仅有6500平方米的占地面积,而且年产能仅为3.3万套电池包,不过这对现阶段的宝马来说似乎也足够了。更重要的意义在于,宝马在中国开始积累生产电池的经验,面对未来的趋势与国家政策也会更有底气一些。


● 总结:


“禁售燃油车”与“双积分政策”成为了时下两个热门的关键词,在这个时刻宝马落成国内的动力电池工厂,可谓是捧出了一颗大大的定心丸,未来宝马在国内的新能源车布局或许会进一步加快。除了宝马5系、X1的两款混动车以及i3、i8两款纯电动车,下一款新能源宝马将会是谁呢?相信很快就有答案了。


(责任编辑:冯庆磊)


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2017/10/26 11:27:37 0 0
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