去年写过一篇文章《24度电起步的BMW PHEV》,最近通过整理BMW的技术资料可以发现从第三代到第四代PHEV系统的动力电池技术,BMW做了以下的革新——
1)Gen 4的海外版本,从26Ah的PHEV1的电池升级到34Ah,在5系&7系上面没有改变模组数量,在X5上增加了模组数量;
2)配电盒方面改进了接触器和熔丝等配置,适应更大的电流;
3)BMS的通信模式,从CAN通信更换到引入了部分的菊花链通信。
Part 1:Gen3到Gen4的主要更改
如前所述,在模组数量没有改变的条件下,电量是从9.2kWh升级到了12kWh,其他大部分的参数都没有特别大的变化。
图15系PHEV国外版本的电池升级
而在内部,S-box、CMU的设计都有了一些变化。
图2具体的设计差异
特别要注意的是菊花链设计,升级后等于区分出了1个主CMU和5个从CMU(之前6个都是采用相同的CAN通信),折衷的考虑一方面是为了BMU布置的灵活性,也是尽可能保证原有BMU和CMU(主)通信的可靠性,依靠主CMU和从CMU菊花链通信获取所有的单体信息。
图3部分的菊花链通信设计考虑
注意,如果我们仔细看整体的打开结构,这个电池系统的设计主体是没变的。
图412kWh的版本(6模组方案)
Part 2:X5 PHEV动力电池的结构设计
通过收集信息,我们可以得知X5 PHEV改进版本的结构:对称的做12个模组,分两块进行布置,然后采用模组2P的连接方式进行并联使用(最初用在第一代X1 PHEV上的模式)。如下图所示,这是12个模组的布置形式。
图5X5PHEV的连接方式
而为了适应这样的设计,CMU需要翻倍,所以也就出现了12个CMU—— 一个主CMU(图示中的2)配合11个从CMU(图示中-3)使用菊花链的通信方式,如下图所示。
图6X5PHEV电池系统的CMU位置
对比24kWh的做法,BMW和BENZ一个采用模组2P,一个采取Pack串接之后再并联,虽然方式不一样但其实总体的特性差异并不大,大型的SUV做PHEV需要大的动力电池,除了这种采用PHEV电池并联的方式,就是理想之后采用的使用BEV电芯的方式来操作。从我个人的判断来看,如果能够在低SOC下调整功率输出,或者在功率一致性上做一点妥协,这种将BEV电芯较大电池拿到PHEV上使用的办法,不失为一种解决问题的思路。
图7X5PHEV对应的低压线缆连接情况
小结:
我之前还纳闷儿,为什么BMW之前一直在谈第五代动力总成技术,它把每一代迭代都算进去了,而主体的设计思路都是基于之前设定的方法往前走。
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