近期，NCM811動力電池成為媒體焦點。不過理由并不光彩——在接二連三的自燃事件中，811電池牽涉其中，讓人懷疑其安全性。

就在811電池風波中，一款應用這一電池的純電動車型發布了。這家車企毫不避諱，大方介紹它采用了寧德時代的NCM811電池，似乎根本沒有聽到風言風語。

華晨寶馬iX3采用了寧德時代NCM811電池

這個車型是iX3，來自華晨寶馬。9月13日，這款車在沈陽華晨寶馬工廠完成了首秀。第二天，華晨寶馬還展示了生產iX3動力電池模組和系統的動力電池中心二期，為它舉辦了開工儀式。

寶馬的淡定和信心來自哪里？

在iX3發布和動力電池中心二期開工儀式間隙，《電動汽車觀察家》參觀了811電池的模組、系統產線，并和華晨寶馬動力電池專家進行了交流，了解了iX3電池模組和電池包的設計、驗證和生產的細節。

iX3不是寶馬第一款采用811電池的車型，此前寶馬X1插混里程升級版、5系插混里程升級版，都采用了811電池。目前，我們還沒有看到1起寶馬采用811電池的新能源汽車起火事件。iX3再次采用811電池，也說明寶馬對這一電芯安全性的認可。

高比能的811電池，如同烈馬，寶馬到底是怎樣駕馭它的？

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811：高比能帶來應用難度

所謂811電池，指的是正極材料中，鎳鈷錳的配比為8:1:1的三元電池。

由于電池的能量密度和鎳的含量成正比，811電池可以帶來比較高的能量密度。

以寧德時代的NCM811電池為例，其2019年上市的NCM811/石墨體系電芯，單體能量密度超過240Wh/kg。這比磷酸鐵鋰電芯密度要高40%以上，比一般的三元電池也要高15%以上。

電池單體能量密度提升，能幫助提升電池包的能量密度，繼而提升車輛的續航里程，緩解消費者的里程焦慮。

采用811電芯之后，寶馬第5代動力電池包能量密度提升，續航更長

因此，811電池很早就成為全球動力電池企業攻關的方向，但是因為它的安全性問題，一再推遲其量產應用時間。LG化學、SKI原計劃2018年推出用于電動汽車的NCM811電池，但是后來推遲了。目前，國際上NCM811的方形和軟包電池，還沒有大規模的推廣。

811電池的應用難度是多個維度的。首先是電芯生產。NCM811材料受其高鎳含量、表面殘堿高、熱穩定性差等因素的制約，對正極材料生產廠家及電池企業的生產制造環境及技術水平，提出了更高的要求，限制了811電池大規模商業化。

其次，811電池的模組和電池包設計。電池的安全性是一項系統工程，由于單體性能的變化，模組、系統乃至整車，應該做出有針對性的設計，在生產過程也要提升要求。模組、系統和整車生產商能否hold住811電芯？這也是影響811電池應用的一個因素。

從近期發生的811動力電池車輛起火事件看，上述挑戰并不那么容易跨越。

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寶馬：掌控電池核心技術

寶馬并不自己生產電芯，但寶馬真的懂電芯。

寶馬研究電池，至少已經超過十年。2019年11月，為了配合寶馬的全面電動化戰略，寶馬加大了電池研究業務，啟用了在慕尼黑的全新電芯技術中心。

寶馬這個電芯技術中心是玩真的。這個電池中心里，不僅有各種實驗室，對電芯做分析研究，包括電芯幾大主材、電芯基本工藝和封裝模式；而且，這個電池中心還有一個電芯的原型生產線，能夠同時生產硬殼和軟包電芯。

寶馬電芯技術中心電芯原型生產線的涂布工藝

對于不斷涌現的新電芯技術，寶馬集團的做法是自己做一下試試，從而確定是否可以大量生產。

比如，他們就在這里做了811原型電池的生產。由于高鎳正極材料對生產環境的溫度和濕度要求極高。在涂布、切片等工位，產線上的工人有時必須穿著全身包裹的特殊制服，以避免人體干擾環境，兩個小時就得休息一次。

這樣電芯中心的存在，讓寶馬不僅了解電芯，而且了解生產的難點，在管理供應商方面得心應手。而且，這為寶馬后期做電池模組和系統，奠定了基礎。他們不僅了解電池的長處，也了解電池的短處。而模組和系統的設計，必須取長補短。

“寶馬自己要掌握核心科技，核心科技是什么？就是電芯的能力。”華晨寶馬電池專家表示。

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全方位安全設計

寶馬在應用811電池上，已經不是生手。

2019年3月，寶馬X1插電式混合動力混合動力里程升級版上市，采用了811電芯。這是全球第一個應用量產811電池的車型。后來，寶馬5系插混里程升級版也采用了811電芯。

這兩款車的電池包，是寶馬第四代動力電池設計。

從iX3開始，寶馬開始應用第五代動力電池技術。后續寶馬純電動車型i4，iNext，也將采用第五代動力電池技術。

從參數看，第五代動力電池做出來的電池包，有點其貌不揚：搭載總電量74千瓦時，不算很多；整包能量密度154瓦時/千克——一點都不像811電芯做出來的電池包。要知道，國內很多車企用普通三元電池，已經做出了160瓦時/千克甚至180瓦時/千克的電池包。

iX3的電池包結構圖

采用811作為第五代動力電池的電芯，寶馬自然也有能量密度的考慮。但是，能量密度不是唯一、也不是第一的考慮因素，而是均衡考慮安全性、功率、能量密度等多項性能。

綜合考慮之后選出來的811電芯，寶馬必須輔之以足夠的安全設計。

華晨寶馬電池專家介紹，在動力電池安全上，寶馬的理念是以全方位機制保證安全，既包括電池結構安全，也包括電子電器安全。我印象深刻的有三大方面。

第一個方面是絕緣的設計，也是貫穿電池包全流程。

在電芯層面，我們看到所有的電芯在進入模組生產線之前，會被噴涂上一種藍色絕緣材料。看上去，就和很多電池廠用的藍膜包裹一樣，只是寶馬采用了噴涂方式。

到模組層面，首先電芯與電芯之間貼了一層黃色的絕緣膜，此外，還有個黑色的隔離墊。加上噴涂的藍色絕緣材料，相鄰的電芯之間，有3層間隔。

電芯上加貼黃色絕緣膜

在電池包層面，同樣也有充分的絕緣設計。這方面，華晨寶馬電池專家主要提及電池包當中諸多低壓、高壓線束、電子電器件、接插件的絕緣設計。從肉眼看，最主要的就是它們所用的線束的絕緣包皮和接插件包裹，都是很厚實的。

寶馬電池包當中，線束和電子電器件的集成設計，也避免了諸多線束可能導致的短路、過熱或者松動摩擦等隱患。

以電芯溫度采樣為例，寶馬并沒有對每一個電芯做溫度采樣，而是一個模組設置2個溫度采樣點和1個備用采樣點，然后通過算法來計算各個電芯的溫度。這種設計減少了密密麻麻的低壓線。

第二個方面是熱管理。

首先是冷卻系統。電池的冷卻系統負責保證電池包在合適的溫度下工作。這套冷卻系統是液冷系統。兩列模組之間，布置了黑色管道，就是冷卻液的管道。每一個模組下方，都有一塊冷卻板。冷卻板內有冷卻管布置，冷卻液從一側進入，繞板一周，再從另一側出去，回到模組間的冷卻管路，也就帶走了冷卻板上方模組的熱量。

iX3采用了熱泵系統，熱泵與電池包熱管理系統融合，能協同解決整車和電池包的熱管理的需求。另外，和很多電動汽車完全封閉格柵不同，iX3看似完全封閉的雙腎之下，其實留有進風口。雙腎下有可變進氣格柵，用于給它后面的水箱做風冷。而水箱最終也為電池包里的冷卻液降溫。

其次是熱失控防護。一旦要是發生電芯熱失控，系統也要做防護。在電池包層面，位于車輛后部的位置，設有4個防爆閥，可以在電池包發生事故時，釋放壓力。另外，電池包上蓋是纖維強化復合防火材料，耐高溫，可以防止電池包內的溫度或者火焰向駕駛艙蔓延。

第三個方面是機械結構設計。iX3電池包密度154瓦時/千克，而電芯能量密度卻高達243瓦時/千克，成組效率低得不像話。成組效率低的一個原因是，iX3的電池包不是單純的電池包。

華晨寶馬電池專家說，第五代電池包不再是底盤的附屬品，而是已經承擔了底盤的一部分架構。“比如說它的剛性。”

iX3的電池包，在前底盤護甲上用的是5系鋁合金，在防側撞的強化梁、防碰撞吸能側邊型材、增強箱體強度的橫隔板、高強度底板、后底盤護甲和接插件保護板上，用的都是6系鋁合金。6系鋁合金的剛度很大，已經被廣泛用于汽車部件。

iX3電池包大量采用6系鋁合金

除了大量采用剛度大的鋁合金，iX3的電池包還與車體結構化集成，形成堅固的籠體，無論是前后的碰撞還是側向碰撞，都有受力傳導或者加強防護的設計，避免電池包里的模組受損。

這種電池包與車身、底盤融合的設計，使得“車輛底盤更低，重心更低，動力性更好。” 華晨寶馬電池專家說。

再仔細看iX3的電池包結構，留足了車輛碰撞時可能對電池包造成沖擊的部分。比如在電池包的側向，電池模組和電池包外殼體之間，還留有1拳的空間。一旦發生側碰，側邊留有充分的吸能空間，不會讓外力直接傳導到電池模組。

除了這三方面，寶馬還有智能軟件實時監控電池狀態，確保電池包功能安全。

從這些設計來看，寶馬對811電池的特性有充分認識，在絕緣、熱管理、結構和監控上層層設防，用其長，也避其短。

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全面驗證和嚴格生產

設計歸設計，效果能否保證，還要用測試來驗證。

華晨寶馬電池專家介紹，從電芯到模組、電池包，再到整車級別，華晨寶馬研發中心要做128次機械測試，994次軟件功能測試。如電池包火燒、海水浸泡、碎石沖擊、針刺熱擴散、振動測試、跌落試驗、撞擊測試等。

這款從沈陽工廠生產的純電動汽車，要銷往全世界，因此也要符合全球標準。iX3不僅符合國標，也符合歐盟、ISO、IEC、UL等標準。

設計、檢測都沒問題，寶馬還需保證量產供應的產品符合設計標準。

華晨寶馬沈陽動力電池中心二期，能看到寶馬多年汽車制造經驗，再加上先進工藝應用帶來的生產質量和安全性保證。

華晨寶馬沈陽動力電池中心二期

按電池中心二期的生產流程來說，第一步，在進入生產線開始，寶馬要先給電芯“洗澡”，用等離子和激光清洗，這樣可以避免一些雜質混入模組或者系統中，引發短路等問題。

電芯等離子清洗流程

第二步，模組生產線，寶馬實現了100%自動化生產，再輔以智能光學檢查等先進的“工業4.0”技術，品質的可靠性和一致性當然比人工要高得多。

華晨寶馬動力電池中心二期模組生產線

模組質量檢測流程

第三步，電池包生產線，由專業動力電池技術人員將電池模組與連接件、控制單元以及冷卻單元一起整合在鋁制外殼中，組裝為完整的動力電池包。電池包生產線上還集成了100%在線泄漏和高低壓檢測，以確保最高質量標準。

華晨寶馬動力電池中心二期電池包生產線

經過這樣采用先進工藝制造、嚴苛在線檢驗的生產流程后，電池包才會被組裝到iX3車輛上，并送往全球各地的消費者。

“用同一顆電芯來做同一個事情，但并不代表最終的結果是一樣的。” 華晨寶馬電池專家說，“安全必須從電芯到模組到電池包，甚至整車，整套貫穿下來。”從電芯材料研究開始，到電池包的生產，寶馬是全流程掌控電池品質和安全的。

“供應商負責電芯層面安全，我們負責模組層面、電池包層面的安全和整車層面的安全。這些加起來，才是我們安全體系的保障。” 華晨寶馬電池專家總結說。

811電芯要用好，這個理念值得借鑒。（完）

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