行勝于言,寶馬開始在主流車系推出純電車型——電動汽車技術和商業化時機,都已成熟。
7月14日,寶馬集團在慕尼黑全球首發了純電動車型BMWiX3。和此前的i3和MINI EV不同,iX3是針對主流客戶群體的車型。這意味著,寶馬對這款車的預期,一定是走量的。
BMW iX3
寶馬iX3只在華晨寶馬沈陽生產基地投產,并面向中國及全球市場銷售。因此,寶馬iX3也已經登上了工信部推薦目錄。
資料來源:工信部新能源汽車推廣目錄
從目錄看,iX3的核心參數:NEDC工況續航500公里,百公里耗電16.7kWh,系統能量密度154Wh/kg。
iX3是寶馬集團首款采用第五代eDrive電力驅動技術的車型。寶馬后續的重磅純電動車型BMW i4及BMW iNEXT,也將采用這一驅動技術。在這些參數的背后,第五代BMW eDrive,有哪些過人之處呢?
第五代BMWeDrive將用于iX3、i4和iNEXT
說到電驅技術,由于特斯拉的先發優勢,世人都以為特斯拉獨步天下。其實,寶馬電力驅動技術歷史悠久,最早應用于代號為E72的BMWX6,當時其名稱還是BMW ActiveHybrid。此后的十余年中,eDrive的鋒芒逐漸顯現,到iX3應用的第五代,已經相當成熟,將承擔起將寶馬車型推向深入電動化的重任。
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第五代eDrive:天將降大任
在寶馬的電氣化車型上,你都可以看到eDrive的logo。這個logo附身,意味著這一車型采用了寶馬的電驅動技術。
eDrive包括三個部分:電機、高壓電池和智能能源管理系統。在剛剛發布的創新純電動BMW iX3上,eDrive電驅技術已經發展到第五代。
第五代eDrive是天將降大任的代次。寶馬集團到2023年要提供25款新能源車型,其中一半為純電動車型。從寶馬iX3開始,第五代eDrive要廣泛搭載于寶馬新能源車型上,是寶馬開始電動化2.0時代的基礎。
那么,第五代eDrive有什么看點呢?
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電驅單元高度集成化
說到電驅動技術,無法避開“三電”:電池、電機、電控。
以往,電動汽車上的電機、逆變器和減速器是三個獨立的部件,在組裝環節連接在一起,成為驅動單元。但是,有經驗的電動汽車企業很快發現,三個部件獨立,占用的空間大,同時有很多類似的器件和結構件,完全可以共用。因此,電驅動單元的趨勢,就是集成化。
第五代eDrive驅動單元可以說是集成化的一個典型,它將電動機、電控、變速箱整合為一體。
集成化往往帶來小型化,其功率密度相比現有寶馬純電車型提升高達30%。這意味著在保證性能的同時大幅降低重量并減少所需的安裝空間。
第五代eDrive的三合一電驅動單元
第五代eDrive的三合一電驅動單元示意圖(左側,電機結構;上部:電控;右側:減速器)
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勵磁電機:無稀土、好調速
第五代eDrive中,采用的電機不是主流的永磁同步電機,而是勵磁同步電機。
這兩種電機,啟動時都要有個初始電動勢讓線圈產生磁場,使電機轉起來,如同發動機點火似的。電機“點火”,要么靠外界電源提供勵磁電流,要么由永磁體提供激勵。前者是勵磁電機,后者就是電動汽車一般采用的永磁同步電機。
相對永磁電機,勵磁電機有兩大優勢。首先,勵磁電機不使用稀土元素,可以降低對稀缺資源的依賴。而且稀土的開采,還容易產生環境污染。寶馬向來注重社會責任,希望避免經營活動帶來環境隱患。
其次,永磁電機磁場恒定,不易調節轉速。
許多電動車主都有一個感受,在等紅燈時,電動汽車可以輕松秒殺很多大排量燃油車。但是,在高速路段,電動汽車的后程加速能力有限。這就是因為永磁電機的轉速無法再提升了。
但是,勵磁電機可以方便地調節勵磁電流來調節轉速,適用于大功率場景。
iX3所采用的勵磁電機,最高輸出功率達210千瓦,最大扭矩400牛?米,令iX3百公里加速時間達到6.8秒。
大功率的永磁同步電機也可以做到這一點。但是勵磁電機還能做到的是,最高輸出功率不僅在加速早期能達到,而且還能高轉速區間保持住,從而穩定提供運動性能。比如,讓你在高速上和大排量燃油車對飚。
勵磁電機的這種特性,還能讓不同駕駛模式的駕駛體驗差異充分體現出來。在運動模式下,勵磁電機可以加大勵磁電流,電機將提供極快速的動力傳輸,提供急加速能力。在舒適模式和ECO PRO(超經濟)模式下,勵磁電機可以減少勵磁電流,提高驅動系統的效率。駕駛者也可以選擇完全沒有勵磁電流,電動汽車就會高效率地滑行。
值得一提的是,寶馬集團通過自身研發和生產,將勵磁電動機的效率提升到93%。
另外,iX3的三合一電驅動系統,安裝在后副車架上,對于喜歡后驅的車主來說,還將保持靈活和大動力的操控感受。
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高壓電池包兼顧續航和安全
寶馬iX3搭載的高壓動力電池包由華晨寶馬動力電池中心二期生產,這也是寶馬全球生產網絡中首個投產第五代動力電池的工廠。電池包采用技術含量更高的811鎳鈷錳三元鋰離子電芯,其總容量為80kWh,凈容量為74 kWh,重量能量密度高達154Wh/kg。
對于寶馬而言,實現電動車長續航的關鍵不在于采用更大的電池包尺寸并搭載更多的電芯,而在于提高電池包的整體能量密度。深耕電池領域多年的研究和開發,令寶馬從池設計到電池材料均具有深厚的技術積累,得益于此,創新純電動BMW iX3搭載的電池包在高能量密度、高能效、持久品質、高安全性各方面取得了多維度的優化和平衡。
iX3電池包示意圖
iX3的動力電池同時也頗為注重安全性。
首先,電池包整體采用鋁合金殼體,位于車輛底盤中央區域,增加整車剛性的同時,也降低了事故中前后碰撞對電池包造成直接沖擊的風險。見諸媒體的不少電動汽車起火事件,其實都是碰撞后起火的。
其次,在電池包的側面設計有緩沖吸能結構,電池包內部模組和殼體側面預留緩沖空間,電池模組本身也具有吸能結構,多層安全設計同樣降低了事故中側面碰撞對電芯造成傷害的可能性。
寶馬iX3這款電動汽車是中國生產,全球銷售,因此必須符合各個市場的碰撞測試要求。在歐洲,汽車碰撞測試當中還有側柱碰項目。iX3電池包為此做針對性設計,能大幅提升側向安全性。
第三,電池包采用液體溫控設計,電池模組上多個溫度傳感器時刻監控電池包溫度,確保電池包在舒適溫區工作;電芯采用鋁殼方型電芯,殼體本身具有抗壓性,在殼體頂部還設計有泄氣泄壓閥,在單個電芯熱失控的情況下降低對模組和電池包的整體影響。
溫控系統對于高比能電池尤其重要。一般而言,能量密度越高的三元電池,活性就越強,一旦發生熱失控,釋放的能量大得多,破壞力也要強得多。
從目前國內市場的應用來看,不少車企對811電池的態度,從早期的擁抱,變為謹慎。它們的管控能力,難以馴服811這一猛虎。但寶馬在X1插電混動、5系插混上相繼應用,并在iX3上繼續采用811電池,可以說體現了寶馬技術的領先性。
在這樣充分的安全設計基礎上,第五代eDrive的電池包,能量密度比此前產品提升20%。在中國的NEDC工況下,iX3續航是500公里。這一數字應當是扎實的。因為同樣的車型在歐洲的WLTP工況下,續航里程是460公里,換算為NEDC工況,可以達到520公里。
能耗方面,NEDC標準測試中,iX3百公里能耗為16.7kWh。考慮到這是一款總質量2.2噸的的豪華電動車,這個電耗水平,已經是同級標桿。
在電驅動性能之外,iX3的充電性能也大為提升。在中國電網允許的范圍內,采用高速直流充電,iX3最高充電功率可達100kW,僅需45分鐘即可將電池電量從0充至80%。交流充電最高充電功率可達11KW,僅需7.5小時即可將電量從0充至100%。
第五代eDrive適合三種動力,具有可擴展性的特點
iX3只讓我們略窺第五代eDrive真容,因為eDrive還能用于插混或者全驅的純電動車型上,其性能還將有更加出色的表現。在后續的i4和iNEXT等車型上,我們將能見識到。
寶馬對新能源汽車有雄心勃勃且領先行業的規劃。目前,寶馬集團在全球已經完成交付超過50萬輛新能源汽車;到明年年底,預計將增至100萬。面對即將展開的新能源汽車市場,寶馬歷經多年打磨eDrive系統,迎來了大展身手的機會。(完)
來源:第一電動網
作者:電動汽車觀察家
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