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圖解寶馬iX3的電池模組設計和制造

時間:2020-09-16 21:50來源:2030出行研究室 作者:朱玉龍
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       隨著9月13日寶馬iX3在國內(nèi)首發(fā)亮相及公布預售價,BMW也發(fā)布了沈陽電池模組工廠和Pack工廠的信息,今天我們來看一看電池模組在設計、制造中一些有意思的地方。之前我也寫過有關(guān)530Le  PHEV的工廠信息,那時候PHEV模組線也是全自動的,這次加建的是iX3 BEV模組線和面向大型的電動汽車電池Pack制造線。
圖1 BMW的iX3電池模組
 
       Part 1:模組制造的過程
 
       首先我們來節(jié)選一些工藝部份的內(nèi)容,主要包括如下的過程:
圖2 模組的工藝概覽
 
      1)模組生產(chǎn)線實現(xiàn)100%自動化生產(chǎn),從之前的藍膜時代到現(xiàn)在都改為采用噴涂工藝、加裝絕緣隔膜等多種方式確保電芯之間彼此絕緣;
圖3 噴涂好的電芯
 
      2)白色的部分,是通過兩條黑色膠帶粘住的,考慮到NCM811的特性,這里是否采用隔熱材料還不確定,有可能采用了氣凝膠。
圖4 白色的部分電芯之間的隔離材料
 
      3)生產(chǎn)線上運用了等離子清潔、智能光學檢查等技術(shù),這些基本和之前PHEV產(chǎn)線的工藝要求是一致的

圖5 電芯的離子清洗和光學檢查
 
       4)翻轉(zhuǎn)機構(gòu)焊接:焊接采用了翻轉(zhuǎn)的機構(gòu),這里看不到模組。
圖6 焊接的工藝
   
       5)電芯堆疊:這里和端板相接的部分采用白色的隔離材料,電芯之間采用了黃色的隔離材料;每兩個電芯使用一片黃色的隔離材料,背對背的電芯之間只有兩條黑色的膠帶進行粘接。

圖7 隔離材料
 
       6)母線排跟之前一樣是與CCS隔離板一體化的,由于沒有看到采樣線的設計,可能也是埋進去了。
圖8 CCS隔離板和PCB板
 
       7)CCS和模組緊固部分是按照下圖的工藝實現(xiàn)的,這個可能要實物看一下具體的正面才能下判斷。
圖9 CCS和模組的緊固
 
       Part 2: 對于模組的一些討論
 
       這個120Ah的電芯,還是有很多地方很有意思的,最早看到這個電芯是在三星SDI的展臺上。
 
       1)采樣線設計
 
       這個從Busbar上一路延伸過去的采樣線的設計挺有意思,分成四段,匯總到中間的PCB上面,然后通過中間的連接器輸出。
圖10 模組的采樣線設計
 
       2)NCM811的防護
 
       由于電芯熱失控以后,整個沖擊的氣體和火焰都是往泄壓閥往上走,這個模組的上蓋似乎沒有設計特殊的結(jié)構(gòu),泄壓出來的氣體直接往上走。在之前X1 PHEV的設計中采用了云母片的防護,這個我們在之后的Pack結(jié)構(gòu)上再來做討論。
圖11 iX3的模組層面沒有做過多的特殊防護
 
       小結(jié):寶馬在中國是全面切換到NCM811體系的企業(yè),不管是新X1、530Le的新款還是這個iX3的電池系統(tǒng),當然電芯的容量范圍還在51-120Ah,電芯的厚度做了嚴格的限制,胖電芯和瘦電芯在針刺的過程中效果可能不太一樣,不過到底行不行也要看上了量之后的表現(xiàn)。
 
       作者簡介:朱玉龍,資深電動汽車三電系統(tǒng)和汽車電子工程師,著有《汽車電子硬件設計》。
 
(責任編輯:子蕊)
文章標簽: 電池模組設計 寶馬iX3
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