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BMW的第四代PHEV動力電池技術

2020-06-12
來源:與非網(wǎng)
關鍵詞: BMW CAN通信 X5PHEV

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引言:去年寫過一篇文章《24 度電起步的 BMW PHEV》,最近通過整理 BMW 的技術資料可以發(fā)現(xiàn)從第三代到第四代,BMW 做了以下的革新: 

 

1) Gen 4 的海外版本,從 26Ah 的 PHEV1 的電池升級到 34Ah,在 5 系&7 系上面沒有改變模組數(shù)量,在 X5 上增加了模組數(shù)量 

2) 配電盒方面改進了接觸器和熔絲等配置,適應更大的電流 

3) BMS 的通信模式,從 CAN 通信更換到引入了部分的菊花鏈通信

 

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Gen3 到 Gen4 的主要更改

 

                                

如前所述,在模組數(shù)量沒有改變的條件下,電量是從 9.2kWh 升級到 12kWh,其他大部分的參數(shù)都沒有特別大的變化。 

 

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圖 1 5 系 PHEV 國外版本的電池升級 

 

而在內(nèi)部如前所述,S-box、CMU 的設計都有了一些變化。 

 

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圖 2 具體的設計差異 

 

特別要注意的是這個菊花鏈設計,升級后等于區(qū)分出來了 1 個主 CMU 和 5 個從 CMU(之前 6 個都是采用 CAN 通信的一摸一樣的),折衷的考慮一方面是為了 BMU 布置的靈活性,也是盡可能保證原有 BMU 和 CMU(主)通信的可靠性,依靠主 CMU 和從 CMU 菊花鏈通信獲取所有的單體信息。 

 

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圖 3 部分的菊花鏈通信設計考慮 

 

注意,如果我們仔細看整體的打開結構,這個電池系統(tǒng)的設計主體是沒變的。 

 

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圖 4 12kwh 的版本(6 模組方案) 

 

02
X5 PHEV 電池的設計

 

通過收集信息,如下圖所示我們可以看清楚 X5 改進版本的,做法是對稱的做 12 個模組,分兩個塊進行布置,然后采用模組 2P 的連接方式進行并聯(lián)使用(最初用在第一代 X1 PHEV 上的模式)。如下圖所示,這是 12 個模組的布置形式。 

 

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圖 5 X5 PHEV 的連接方式 

 

為了適應這樣的設計,CMU 需要翻倍,所以也就出現(xiàn)了 12 個 CMU,一個主 CMU(圖示中的 2)配合 11 個從 CMU(圖示中 -3)使用菊花鏈的通信方式,如下圖所示。 

 

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圖 6 X5 PHEV 電池系統(tǒng)的 CMU 位置 

 

對比 24kWh 的做法,BMW 和 benz 一個采用模組 2P,一個采取 Pack 串接之后再并聯(lián),方式不一樣其實總體的特性差異并不大,大型的 SUV 做 PHEV 需要大的動力電池,除了這種采用 PHEV 電池并聯(lián)的方式的話,就是理想之后采用的使用 BEV 電芯的方式來操作。從我個人的判斷來看,如果能夠在低 SOC 下調(diào)整功率輸出,或者在功率一致性上做一點妥協(xié),這種 BEV 電芯較大電池在 PHEV 上使用的辦法,不失為一種解決問題的思路。 

 

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圖 7 X5 PHEV 對應的低壓線纜連接情況

 

小結:我之前還納悶,為什么 BMW 之前一直在談第五代動力總成技術,它把每一代迭代都算進去了,而主體的設計思路都是基于之前設定的方法往前走。


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