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2021年06月04日 | BMW iX和i4的电池系统
2021-06-04
昨天BMW发布了iX4和i4的特性，由于当前竞争的格局，这两款车也会从11月开始全球交付。需要注意的是，目前来看iX的价格还是很喜人的：iX xDrive40（240 kW&76.6kWh） 起价为 77,300 欧元，iX xDrive50 （385 kW&111.5 kWh）起价为 98,000欧元。BMW i4 也有两个规格，i4 eDrive 40 （250kW）和i4xDrive 50的电池都为83.9 kWh。这两台车有很多地方可以说，我们首先还是从电池系统开始说吧。
第一部分 电池系统结构
我们首先来看i4的电池系统，整体的结构设计和布置，几乎和iX3是相似的。电池采用窄宽度电芯以后，分成了8个双排大模组，然后为了保证容量配置了3个小模组，放置在二层和顶部区域。从i4的电池角度来看，这里是尽可能降低了电池包在乘客区域的高度（110mm），把高压线束、增高的模组还有电气部分放置在中央通道和后排座椅两部分。根据后面的推算来看，i4的模组没有明确的显示，这里等后续发布详细的信息搞清楚，根据后面的充电信息来看，非常有理由确认，i4和iX两种电芯在配方上做了差异化处理，i4偏向于快充功率，iX偏向于能量来增加里程。
图1 i4 的电池系统
如下图所示，BMW是采取了低高度的设计方法，把电池高度影响车辆的部分控制在了110mm，也因为这个电池系统整体的组装其实比较有难度的。
图2 BMW i4的电池系统的布置
这个可能看iX的模组更舒服一些，在这里采用了11个大模组。下图里面有一个双排模组的结构的样式，目前国内基于148宽度电芯双排模组设计最初的创意可能是来自这个设计。按照推算来看，1个模组11kwh。
图3 iX的电池系统
仔细数一下，一个模组里面有50个电芯，分2排25列。也就是每个电芯201Wh（按照3.61V来估算为56Ah），在这里没有提及800V，因此按照400V来推算，也就是采取比较奇怪5颗电芯并联的方式（5P110S），宝马在设计这个模组方面可是花费了很多的心思。备注：看了这个包，你能理解BMW的工程师愿意去尝试圆柱电芯了当然小的电池包，76.6kWh是怎么搞的呢，按照同电芯的估算，则这里有380个电芯，在这里可能是采取4P然后降电压的模式（4P95S），整个系统电压为343V。
图4 iX的模组
第二部分 i4和iX的快充速度三款电池的快充速度是有差异的，如下图所示：iX xDrive50 的111.5 kWh的峰值充电功率为195kW，为了能量这款电芯是有所调整的iX xDrive40的76.6kWh的电池峰值功率为156W，大概是前者的80%，我理解这里直接是4P和5P的差异。而BMW i4 83.9 kWh的峰值充电功率是210kW。这款大电池充电功率在非常低SOC下为175 kW，SoC的35% 左右上升到 195 kW，从35%到50%的区段把功率降低到160 kW 左右，然后稳步往下走，80% 的SoC下充电功率略高于 90 kW。
从充电时间来看，从10%到80%大约需要 35 分钟，对应126 kW 的平均充电功率，对应的是十分钟应该可以充满150公里
图5 iX高配电池充电功率低配置的电池，基本和iX3的情况相似，在20%的SoC下充电功率为150 kW，40%以后降低到140kW，然后分步骤开始往下走，到80% SoC充电功率为50 kW。10%到80%所需要的时间为31分钟，对应的平均充电功率为96 kW。
图6 iX低配充电功率这款电池是真的很快，我们可以看到在很小SOC下，功率快速拉高到200kW，在30%的区域甚至达到了210kW，然后在SOC40%的时候降低到150kW，60%降低到100kW，在 80%功率会下降到大约 60 kW。这款电池从10% 充电到80% 需要 31 分钟（这三款车的充电曲线都有差异，不知道是怎么配置这些奇怪的曲线的），对应110 kW的平均充电功率。
图7 i4 充电功率曲线
小结：当然这些电池系统都有和iX3相似的冷却系统，在400V系统下，大家都把功率往210kW来做对应的电流都是500A以上的了。对于当前的快充功率方面的拉高，我们还是要重视起来，800V要做快充，400V也要做快充。
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