宝马研究周报

研究周报 | Project i 2.0时代宝马在整车和电池方面的进化

第一电动大牛作者朱玉龙 2018-03-09 08:08

宝马在Project i 1.0阶段把碳纤维和轻量化作为电动汽车战略的必要要素，虽然从一开始捆绑昂贵的碳纤维和电池是比较合理的，而当特斯拉以更高的电池能量、可配置的里程等显而易见的优势，搭配大屏科技范儿，在电气化上正面击败了宝马的Project i计划。

图1 宝马在纯电动领域投入了专用平台，但在数量上被特斯拉击败

宝马在转型后的Project i 2.0阶段，在电气化和电池技术等方面都有新的规划和迭代考虑，本篇周报主要就谈一下Project i 2.0时代宝马在整车电气化和电池材料、电池设计开发以及下一代电池方面的新布局。从两个方面展开：

1）整车相关

模块化技术，第五代模块技术
动力系统技术，特别是动力性能
车辆开发速度和车辆成本
基于网联技术的早期问题诊断

2）电池相关

电芯技术开发
差异化：加热激素和CCU技术、高压系统管理、平板化电池系统和电池尺寸变化
快充技术：面向300kW快充的技术储备
储能业务的探索
供应链管理：基于电池需求量变化的电池原材料的管控

图2 宝马对于电动汽车技术360°管控

一、整车开发技术的进阶

往未来看，宝马还是有着很大的魄力，在技术平台上，目前仍处在Project i量产之后从第三代技术向第四代技术过渡的过程中。2018年马上要进入第四代动力总成技术，而第五代技术则在EV和PHEV设计和开发方面的全面模块化。

Gen1和Gen2：这两代技术主要是明确了电子电气方面的定义，在电池方面确定了冷却方式、BMU/CMU划分，还有主体的高压管理软件
Gen3：正式用于Project i和后续i performance的实施推进
Gen4：在Gen3的基础上进一步演化，特别是处理器软件方面的提升
Gen5：完全平板化的设计考虑

图3 宝马的技术迭代

如下图所示，第四代技术还是尽可能复用部件，类似X5、5系PHEV在后备箱和第二排座椅下方同时设有两个电池位置，在3系、2系和7系的几个位置上基本都采用了类似的变种。

图4 宝马第三和第四代PHEV和BEV的差异化

由于电池位置和PHEV的重要性越来越高，使得电池的布置和考虑在第五代技术中已经达到了战略平台的级别，在所有电动化平台同时考虑内嵌的特性。因此PHEV大部分公司都采取了平板化。

图5 宝马动力系统电机和电池的演化

从2020年开始，宝马进入第五代电动化开发技术系统，在电池尺寸和电池的模组大小方面都进行了一定的差异化。低温地区采用电池预热功能，这个是实验了EC Power的专利授权技术。

最顶级型号产品（50e）：将搭载120kWh电池组，三电机
中等级产品（40e）：供90kWh电池组与电机驱动后桥
入门级产品（30e）：提供60kWh电池组与电机驱动前桥，最大续航里程约为300km；

图6 第五代模块化的EV电池系统

而在动力系统方面，则采取了潜在的SiC技术，增大功率；在一体化方面，把电机、减速器和电控集成在一起，通过轴驱动的方式来提高集成性和进一步降低价格，这已经是德国电动汽车开发的共识了。这里不明确的是，宝马原有在电机方面的积累是否会让位于供应商。

图7 宝马的电驱动技术演进

二、电池系统的进阶

1、电芯技术和固态电池的研发

宝马已宣布将投资2亿欧元在慕尼黑建立电芯研发中心，开始涉足电芯级别的技术验证和开发，这个研发中心会有200名工程师，将会在2019年春开幕。

研发中心会对电芯不同的化学成分进行研究，验证在极端气候环境下这些电芯的性能表现、慢充以及快充的区别、电池的尺寸以及体积等等。之前宝马把大量的测试放在第三方TUV实验室，而这次是基本把电芯方面的研发拿回到公司内。

图8 宝马电池研发中心

宝马的这种电池研发有别于传统的依靠大学研究、电芯供应商、材料供应商的方式，而是可以独立、快速完成电芯级别的设计开发和验证。宝马的意图应该是想依靠高端的研究人员来做一些IP，彻底搞懂电芯层面的设计和过程差异，并配置一些试制电芯的能力。下面还有一块是和Solid Power在固态电池前段开发领域的合作。