圖解寶馬iX3的電池模組設(shè)計(jì)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(yù)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(shè)計(jì)、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(shí)現(xiàn)100%自動化生產(chǎn)，從之前的藍(lán)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(yùn)用了等離子清潔、智能光學(xué)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(xué)檢查
 
       ４）翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)焊接：焊接采用了翻轉(zhuǎn)的機(jī)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(jìn)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(shè)計(jì)，可能也是埋進(jìn)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(shí)現(xiàn)的，這個可能要實(shí)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(shè)計(jì)
 
       這個從Busbar上一路延伸過去的采樣線的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)
 
       ２）NCM811的防護(hù)
 
       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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)中采用了云母片的防護(hù)，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(hù)
 
       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(dāng)然電芯的容量范圍還在51－120Ah，電芯的厚度做了嚴(yán)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(shè)計(jì)》。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 電池模組設(shè)計(jì) 寶馬iX3
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