宝马全新iX三电技术解析

在刚结束不久的上海车展前夕，宝马在亚洲首发了旗下全新电动旗舰iX（中大型纯电动SUV车型）， 宝马集团对这台车型寄予了厚望，定义为里程碑式的产品，无论在设计、数字互联、电动化，还是自动驾驶方面，都采用了宝马最新的研发成果。它预示了宝马i系列来到了新的阶段，同时其旗舰的身份也指明了宝马未来电动车的发展方向。



目前新能源市场的纯电池车型大致能分为两种，一种是在传统燃油车型上进行油改电，另一种是开发全新纯电动平台车型。宝马iX使用了全新的数字化构架和感应器系统，基于BMW Vision iNEXT量产，数据处理能力是目前车辆的20倍。何为数字化架构？就是针对高度智能化汽车（全时互联、自动驾驶、人工智能、全车电气化等）所打造的整车开发架构。



目前官方公布了xDrive50和xDrive40两种动力版本。其中xDrive50将搭载前后双电机，总输出功率达到503马力，0-100km/h加速时间小于5秒，并采用100kWh的电池，WLTP工况下续航里程超过600km。xDrive40的版本总输出功率为326马力，0-100km/h加速时间小于6秒，采用了70kWh电池，WLTP工况下续航里程超过400km。

其中最引以为傲的还是其第五代BMW eDrive技术，这项技术是工程师在在BMW EfficientDynamics框架内不断开发工作的结果，也是BMW集团在电动交通领域超过10年的经验所积累的成果。所以用于eDrive电力驱动技术的动力总成组件均由宝马集团单独开发，电动机以及高压电池也是在公司拥有的生产设备中生产的，这样，宝马集团就能确保其对产品性能和每个组件的质量具有决定性的影响。驱动单元和高压电池单元在功率和能量含量方面可以灵活地扩展，因此可以用于各种不同的车辆概念和领域。



之前的文章我们也有讲到宝马ix3搭载的第五代eDrive技术，全新iX上的这套电驱系统也是由其更新而来，，该驱动单元将电动机，电力电子设备和变速箱整合到一个高度集成的包装中。实际上，它们全都包含在一个外壳中。工程师说，这种设计方法大大降低了驱动技术所需的安装空间及其重量。与上一代产品相比，电机输出与驱动系统重量之间的比率提高了约30％。对于BMW iX xDrive50，WLTP循环中的平均电耗低于每100公里（62英里）21 kWh，而对于BMW iX xDrive40，则为每100公里（62英里）低于20 kWh。



iX xDrive50配备两台高达500马力输出功率的电动马达，这款由宝马自主研发的电动马达效率可达93%，并且宝马在电动机的磁性元件中没有使用稀土矿物。目前大多数电动汽车使用的是永磁同步电机，需要永磁体来提供磁场，这些磁铁则都是用镝和钕等稀土矿物制造的。宝马为了避免稀土矿物的使用，采用电流激励同步电机，其通过电池供电产生磁场。这种特殊的设计对电动机的性能特征也有积极的影响。使用电力对转子进行精确控制的励磁，可使峰值扭矩在拉开后立即完全充满。



这种可持续发展的整体方法包括50%的宝马iX的底盘和电池外壳使用“二次铝”铸件--一种高级铝的回收形式--以减少制造阶段的二氧化碳排放。在内部，新宝马iX以优质的再生材料为特色，如可持续生长的木材、天然羊毛纤维、橄榄叶处理皮革及由废弃渔网合成纱线制成的地毯。更重要的是，宝马iX中约20%的热塑性塑料是由回收塑料制成--总共由132磅（约为465公斤）的回收塑料制成。



电池组是根据BMW集团的精确规格制造的，并已集成到特定型号的高压电池组中。因此，BMW iX xDrive50在BMW Group Dingolfing工厂装有总能量超过100 kWh的电池，而BMW iX xDrive40的电池总能量超过70 kWh。在WLTP测试周期中，这使BMW iX xDrive50的续航里程超过600公里（373英里）。WLTP计算得出的BMW iX xDrive40的续航里程超过400公里（249英里）。

虽然宝马iX并未公布其电池模组内部电芯的技术细节，但通过之前的ix3，在动力电池方面，慕尼黑研发中心的职责是进行技术开发，大规模生产则交给了CATL宁德时代负责。在电芯方面，工程师选择了NCM 811配比（镍钴锰三元锂电池）。简单的来说就是在之前的三元锂电池基础上面，将电极的材料变成了8：1：1，这种电池在一定的程度上面可以保证电池的能量密度，可以提升电池的续航里程，以及电池的使用循环寿命、安全性等。但“811”电池为了提高电池能量密度，增加了正极材料中镍材料的占比，而缩减了钴和锰的占比，所以它的稳定性与安全性相对于“523”电池与“622”电池来说，安全性与稳定性更差，使用寿命也相对更短，发生燃烧的危险性也相对更大。



宝马的动力电池属于底盘结构的一部分，不再是底盘的附属品，另外宝马还是全球第一个给电芯做喷涂的车企，当然绝缘漆的材料以及厚度数据我们就不得而知了，这可是宝马的“内部机密”，根据资料介绍，宝马研发的绝缘漆喷涂到电芯上后，表面硬度得以加强，可以防止硬物刺入等紧急情况，比使用普通的绝缘膜、绝缘条效果更好，同时也能实现更好的绝缘。

安全的电池包箱体机械结构设计：纤维强化复合防火材料上盖耐高温，表层铝膜隔绝电磁波，防爆阀防止事故中压力过大，橡胶密封圈增强电池包防水性，6系铝合金强化梁防侧撞，6系铝合金防碰撞吸能侧边型材，6系铝合金接插件保护板，6系铝合金后底盘护甲，6系铝合金高强度底板，5系铝合金前底盘护甲。

在电池包箱体设计上，关键部位使用了6系铝材，在保证高强度的同时减轻了电池包的整体重量（5系铝：属于较常用的合金铝板系列，主要元素为镁，主要特点为密度低，抗拉强度高，延伸率高，疲劳强度好，但不可做热处理强化。常规工业中应用也较为广泛；6系铝：主要含有镁和硅两种元素，适用于对抗腐蚀性、氧化性要求高的应用）。与车身连接的部位采用了蜂窝结构，在受到撞击时，能起到吸能的作用。



借助新的充电技术，iX可以快速以高充电输出为DC（直流电）充电。为了快速充电，xDrive50的最大输出为200kW，xDrive40的最大输出为150kW。两种型号均可在40分钟内为电池充电80％。通过快速充电10分钟，xDrive50可以为120km的电池容量充电，而xDrive40可以为90km的电池容量充电。



在之前的i3、i8身上，我们可以看出其车架是用全碳纤单体式车身框架（CFRP），应用在车身结构件中，减轻质量效果尤为明显，比钢铁材料轻50%，比铝材轻30%，也保证了整车的整体强度，但是其成本也是足够昂贵，所以在iX上，BMW选择了以铝材为主，碳纤维为辅的车身骨架路线。主要骨架采用铝材，车身侧围、车顶框架、前围、后窗框架、后围等区域采用CFRP（碳纤维增强基复合材料）配合CFRTP（连续纤维增强热塑性复合材料）实现了成本与车身刚度之间的平衡。


（图示为BMW 7系Carbon Core车身构架）