图解宝马iX3的电池模组设计和制造

随着9月13日宝马iX3在国内首发亮相及公布预售价,BMW也发布了沈阳电池模组工厂和Pack工厂的信息,今天我们来看一看电池模组在设计、制造中一些有意思的地方。之前我也写过有关530Le  PHEV的工厂信息,那时候PHEV模组线也是全自动的,这次加建的是iX3 BEV模组线和面向大型的电动汽车电池Pack制造线。

图1 BMW的iX3电池模组

Part 1:模组制造的过程

首先我们来节选一些工艺部份的内容,主要包括如下的过程:

图2 模组的工艺概览

1)模组生产线实现100%自动化生产,从之前的蓝膜时代到现在都改为采用喷涂工艺、加装绝缘隔膜等多种方式确保电芯之间彼此绝缘;

图3 喷涂好的电芯

2)白色的部分,是通过两条黑色胶带粘住的,考虑到NCM811的特性,这里是否采用隔热材料还不确定,有可能采用了气凝胶。

图4 白色的部分电芯之间的隔离材料

3)生产线上运用了等离子清洁、智能光学检查等技术,这些基本和之前PHEV产线的工艺要求是一致的

图5 电芯的离子清洗和光学检查

4)翻转机构焊接:焊接采用了翻转的机构,这里看不到模组。

图6 焊接的工艺

5)电芯堆叠:这里和端板相接的部分采用白色的隔离材料,电芯之间采用了黄色的隔离材料;每两个电芯使用一片黄色的隔离材料,背对背的电芯之间只有两条黑色的胶带进行粘接。

图7 隔离材料

6)母线排跟之前一样是与CCS隔离板一体化的,由于没有看到采样线的设计,可能也是埋进去了。

图8 CCS隔离板和PCB板

7)CCS和模组紧固部分是按照下图的工艺实现的,这个可能要实物看一下具体的正面才能下判断。

图9 CCS和模组的紧固

Part 2: 对于模组的一些讨论

这个120Ah的电芯,还是有很多地方很有意思的,最早看到这个电芯是在三星SDI的展台上。

1)采样线设计

这个从Busbar上一路延伸过去的采样线的设计挺有意思,分成四段,汇总到中间的PCB上面,然后通过中间的连接器输出。

图10 模组的采样线设计

2)NCM811的防护

由于电芯热失控以后,整个冲击的气体和火焰都是往泄压阀往上走,这个模组的上盖似乎没有设计特殊的结构,泄压出来的气体直接往上走。在之前X1 PHEV的设计中采用了云母片的防护,这个我们在之后的Pack结构上再来做讨论。

图11 iX3的模组层面没有做过多的特殊防护

小结:宝马在中国是全面切换到NCM811体系的企业,不管是新X1、530Le的新款还是这个iX3的电池系统,当然电芯的容量范围还在51-120Ah,电芯的厚度做了严格的限制,胖电芯和瘦电芯在针刺的过程中效果可能不太一样,不过到底行不行也要看上了量之后的表现。

图|网络及相关截图

作者简介:朱玉龙,资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师,著有《汽车电子硬件设计》。

*本文由盖世汽车大V说专栏作者撰写,他们为本文的真实性和中立性负责,观点仅代表个人,不代表盖世汽车。本文版权归原创作者和盖世汽车所有,禁止转载,违规转载法律必究。

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