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    行業新聞

    96顆中國芯!聊聊全新5系PHEV電池的打造

    分類  行業新聞    發布時間:  2018/04/19

    一年多以前,這里剛剛投產了寶馬全新一代B系列發動機,而被稱為寶馬體系內制造工藝Z全面的發動機工廠。當時有幸來參觀的我從其鑄造車間走出后,對旁邊預留的一大片空地產生了興趣,便詢問工程師,答曰:那是未來寶馬的電池工廠!


    如今,這座動力電池中心真真實實地出現在我面前,廠區門口的名字也由“華晨寶馬發動機工廠”變更為“華晨寶馬動力總成工廠”。這對即將發布的全新5系插電混動版和寶馬未來的新能源格局來說,意味著什么呢?


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    ● 寶馬在國內造電池之前的故事


    當我聽到華晨寶馬電池工廠落成的消息時,第一反應就是:一家電池巨頭估計已經哭暈在廁所了,它就是寧德時代(CATL)。這家國內的電池企業曾因在2011年進入寶馬供應體系而在行業內聲名鵲起。由于為寶馬提供動力電池,寧德時代不僅名氣一飛沖天,市值也被估到了840億元,這甚至是很多國內整車廠都難以企及的。(這里來解釋一下什么是動力電池?簡單說,它就是一種高能量密度且直接用于驅動車輛的電池。)

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    除了寶馬,上汽、北汽、長安、吉利、長城、東南、東風……一眾中國品牌車企的新能源車上如今也出現了寧德時代的動力電池。從2011年才進入電池圈的這位新人,今年上半年在市場占有率上就超過了在電池方面深耕多年的比亞迪,可以說其背后的大牌金主寶馬功不可沒。


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    華晨寶馬動力電池工廠落成后,也就意味著寶馬在國內開始自己造電池了。那么與寧德時代say goodbye的時刻是不是也應該到了呢?在這里賣個關子,我們先來聊聊寶馬為什么要自己造電池?


    ● 造電池并不是歐洲人擅長的事,但寶馬必須要造!


    在前些年,說到汽車的“三大件”,大家無疑會說到是發動機、變速箱、底盤,可在如今新能源汽車崛起的時代,動力電池成為了車企未來必須掌握的核心技術。因此,很多車企開始籌建電池工廠,例如一向被視為顛覆傳統造車理念的特斯拉,也用實際行動贊同了這一觀點。


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    一些新興的造車企業對未來往往有著敏銳的嗅覺,自主生產電池似乎成為了它們一致的結論,車和家、蔚來、前途等等國內新興造車公司,在創業初期就制定好了汽車、電池兩把抓的策略。


    電池成為未來汽車的關鍵技術這不僅僅是行業趨勢,也是各國政府政策引導下的一個必然結果。國際范圍內的“禁售燃油車”風波和國內2019年即將實施的“雙積分政策”都在提醒著車企們,趕緊加大對新能源汽車的投入。


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    造電池的門檻很低,但做好電池是很難的,Z關鍵的是掌握核心技術(例如電芯)。其實,造動力電池一直是我們亞洲人擅長的事,日本的松下、中國的比亞迪、韓國的LG化學、三星SDI曾一度占據著全球市場的大頭。后來者寧德時代在今年上半年超過了同胞比亞迪成為全球老二,除此之外還有多家中國電池公司躋身世界前十。歐洲企業呢?對不起,為歐洲人剩下的“蛋糕”少得可憐!


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    令歐洲人Z受打擊的是松下、LG化學和三星SDI甚至還爭先跑到他們的老窩,在歐洲建立了動力電池工廠,這讓歐洲人似乎顏面盡失,有種被人揪著短板狠狠打的感覺。


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    關于發展動力電池,車企們自身顯然比政府更上心,此前17家德國企業自發組成了“德國聯盟”,一起致力于生產鋰離子電池,擬建一座預計在2020年實現年產50GWh的電池工廠,將目標對準特斯拉和松下這對好基友的Gigafactory工廠。


    不知道這17家德國企業里有沒有包括奔馳、寶馬、大眾,但似乎它們也并不會單純指望著聯盟。2016年到2017年間,大眾和奔馳在歐洲都建立了動力電池工廠;寶馬繼德國本土的兩家電池工廠外,在中國也建立了全球第三家完整的動力電池工廠,具體地址也就是我曾在華晨寶馬發動機工廠旁邊看到的那塊空地。


    ● 寶馬造電池依然需要中國電芯!


    雖然華晨寶馬建立了自己的動力電池工廠,但終歸離不開老朋友的支持,其Z關鍵的電池電芯依舊由寧德時代來提供,而其余的封裝設計、散熱系統以及電池能量管理系統等等均由寶馬自主來完成。


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    在新車還未面世之前,我們來提前透露一下它在混動系統方面的一些秘密。全新寶馬5系插電混動版將與傳統動力車型來自于同一條生產線,沒錯,寶馬鐵西工廠有著足夠強大的柔性化生產能力。發動機方面沒什么懸念,全新的530 Le iPerformance會搭載寶馬Z新的2.0T發動機(B48),加上電機系統,其Z大輸出功率能達到252Ps(185kW),Z大輸出扭矩為420N·m。


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    新車會有三種駕駛模式:AUTO eDRIVE、BATTERY CONTROL和MAX eDRIVE。第一種,AUTO eDRIVE也就是自動模式,系統自動控制電驅系統;第二種,BATTERY CONTROL是用戶可以設置電池要保持的電量;Z后一種則會發揮出電驅系統的Z佳性能。當然,在整個動力性方面,寶馬針對于中國市場也有一些本土化的調校。


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    華晨寶馬不再是將電池包全部交給寧德時代來生產,而只采購電芯。其電池包的能量密度相比上一代產品提高了70%,由65Wh/kg提到了111Wh/kg(單純電芯的能量密度為165Wh/kg)。另外,重量也有原先的217kg降到了117.2kg。


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    對于純電動和混動車型上的電池來說,大家關心的可能還有其耐低溫、耐高溫。寶馬稱電池包能在-30℃到50℃的環境下的穩定工作,這與其使用了液冷技術不無關系,每個雙模組中間都夾著散熱片,以保持合適的工作溫度。關于循環使用壽命,寶馬稱在5000次充放電后,其電池實際容量大于初始的80%。


    哦!對了,全新的5系插電混動版還會量產一個讓人眼前一亮的科技——無線充電(但只會出現在部分配置車型中)!正如今天一些具備無線充電的手機是一個原理,只要把車開到相應的位置,感應線圈便會將電能傳輸到電池包內了。


    關于這套混動系統,個人覺得還有一些小遺憾,即全新的5系插電混動版沒有支持時下流行的48V電壓系統,起動/發電一體機依舊為12V電壓驅動。如今,越來越多的車企將48V電壓系統納入未來的動力總成開發計劃,甚至全新奧迪A8、新款奔馳S級都已經實現了量產,它不僅能改善發動機啟停技術,還讓車輛有了支持更多大功率電氣化設備的潛力。


    ● 4.0工廠做背書


    走進華晨寶馬的這座動力電池工廠,你會看到很多臺ABB公司提供的機械手,生產線上布置著相應的傳感器,將采集的各種生產信息實時傳遞到“寶馬云”(類似百度云),因此,寶馬也將這座工廠納入了其4.0工業體系。對于電池工廠來說,其50%的自動化率也屬于不錯的水平。


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    工廠內分兩條生產線,制作過程首先要將電芯、絕緣板、支撐板等組成一個個的單模組;然后將單模組、散熱原件、線束等組成雙模組;Z后再與電池包殼體、隔板以及電子原件組成完整的電池包。制作期間,自動激光焊接是必須的一項工藝。


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    為了保證加工精度,除了自動激光焊接,還是使用到3D光學照相檢測焊縫的質量。電池包組裝完成后,工人會對每一個電池包進行100%的氣密性試驗和電子元器件試驗。


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    相比特斯拉的Gigafactory超級電池工廠,這座工廠似乎是小巫見大巫,其僅僅有6500平方米的占地面積,而且年產能僅為3.3萬套電池包,不過這對現階段的寶馬來說似乎也足夠了。更重要的意義在于,寶馬在中國開始積累生產電池的經驗,面對未來的趨勢與國家政策也會更有底氣一些。


    ● 總結:


    “禁售燃油車”與“雙積分政策”成為了時下兩個熱門的關鍵詞,在這個時刻寶馬落成國內的動力電池工廠,可謂是捧出了一顆大大的定心丸,未來寶馬在國內的新能源車布局或許會進一步加快。除了寶馬5系、X1的兩款混動車以及i3、i8兩款純電動車,下一款新能源寶馬將會是誰呢?相信很快就有答案了。