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2019年

从原材料选择到研发生产 宝马新电芯能量密度将翻番

2019-11-18 主编:诚信在线下载 点击次数 :

从原材料选择到研发生产 宝马新电芯能量密度将翻番

  2019年11月14日,宝马集团全新电芯技术中心在德国慕尼黑正式启用。宝马集团计划在2021年之前推出第五代动力电池,并在2030年将电池能量密度比现在翻一番。这一全新电芯技术中心的启用将推动宝马集团实现其在电芯技术方面设立的目标,最终加速宝马电动化车型的孵化速度。

宝马电芯技术中心简介

从原材料选择到研发生产 宝马新电芯能量密度将翻番

  宝马电芯技术中心坐落于德国慕尼黑市西北部,于2017年11月开工建设,总耗资2亿欧元。其建筑面积达到8000平方米,其中办公面积占总面积的一半,目前有200余名员工。宝马电芯技术中心目前具备材料研发、技术实验以及小规模试制样品的能力,其将在2019年12月份正式开始生产。

宝马为什么要建造电芯技术中心?

  电芯是电动化车型中的核心部件:

  电芯是电动车动力电池的“心脏”,它的优劣决定了整个动力电池组的性能、能量值、充电能力和使用寿命,进而对电动汽车的性能有着至关重要的影响;因此可以说做好电芯是做好电动汽车的关键。

电芯是电动化汽车的核心部件

电芯是电动化汽车的核心部件

  与此同时,电芯(尤其是其组成材料)在整个电动传动系成本中占很大比例。来自宝马官方的数据显示,动力电池组80%的成本来源于电芯,而80%的电芯成本用于电芯材料。因此对电芯材料的研究不但有助于宝马提升旗下电动化车型的性能,同时也将助力其大幅降低生产成本。

电芯正极材料的混料需在真空中进行

电芯正极材料的混料需在真空中进行

  除此之外,随着全球对电芯的需求增加,其材料和生产能力的竞争也将加剧。在更激烈的市场竞争中,宝马电芯技术中心的研发目标是以低价格、高产能,确保最佳技术的电池供应。

  掌握电芯核心技术:

  在电动车生产领域,大部分车企的做法是直接采购电芯供应商的产品;自身并不具备、或仅具备一定的电芯研发能力。这样做的优势显然是省时省力,但劣势也显而易见:如果没有掌握电芯这一核心技术,主机厂对于供应商提供的产品就缺乏足够的把控能力,无法确保供应商提供的电芯能百分之百达到自己提出的性能需求。

工作人员在对电芯样品进行测试

工作人员在对电芯样品进行测试

  而宝马建立的电芯技术中心中具备了材料研发、技术实验以及小规模试制样品能力,可在此研发电芯技术,并将电芯原型样品提供给供应商,向供应商明确生产需求。同时,电池原型的制作亦使宝马充分分析和理解电池的创造过程,利于不同领域专家在此进行跨部门合作,提升研发效率,这对于电池的生产至关重要。宝马电芯技术中心的负责人举了一个很形象的例子:宝马研发电芯就像做蛋糕,在做蛋糕时不能只知道其配料和工艺,还要了解各配料的作用以及如何将其有机的结合在一起。

宝马电芯技术中心能做什么?

  工作人员带我们详细的参观了电芯技术中心的内部,其涵盖了电芯原材料的研发部门、电芯结构设计、电芯样品生产线以及对电芯进行测试的实验室。

电池原材料配比的研发工作至关重要

电池原材料配比的研发工作至关重要

  在电芯的生产线中,从正极材料的混料、喷涂、烘干、压紧、切割,到电芯正负极、隔膜的卷绕、堆叠,最后到外壳的安装、电解液注入等全部生产环节均可批量进行。这也就意味着,如果这个电芯技术中心“马力全开”,它也能变成一个电芯生产工厂。但相关负责人表示宝马未来不会自行大规模量产电芯;向供应商提供详细需求并交给供应商批量生产、并使供应商直接合理竞争是他们目前认为最合理的方式。 

整个生产过程中严格控制湿度,保证成品质量(低湿度环境下的工作人员需穿戴防护服)

整个生产过程中严格控制湿度,保证成品质量(低湿度环境下的工作人员需穿戴防护服)

  在电芯技术中心,宝马的对电芯研发的目标是在保证安全的前提之下尽可能的提高能量密度并降低成本。而目前他们与供应商合作伙伴宁德国际最新的研发成果--即NCM811电芯已经配备在国产的X1 PHEV车型上。

采用NCM811电芯的X1 PHEV,纯电续航里程可达110km

采用NCM811电芯的X1 PHEV,纯电续航里程可达110km

  NCM811指电芯正极材料中的镍、钴、锰的配比为8:1:1,这种高镍的配比方案有助于提高电芯的能量密度。同时,稀有金属钴占比的降低则有助于节约成本。但另一方面,NCM811配方也有着稳定性低的劣势,需要完善的防护措施及大量的实验验证。 

正负极材料的喷涂工艺

正负极材料的喷涂工艺

  电芯技术中心将继续研发创新材料,包括如今各厂商重金投入的固态电池领域。宝马集团计划在2021年之前推出第五代动力电池并在2030年将电池能量密度比现在翻一番,电芯技术中心的研发工作是计划得到实现的根本。

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