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收藏!宝马最新一代电气化动力总成中的电池组介绍及其制造过程视频


话不多说,先上个高清动画,让大家了解一下宝马第五代电气化动力总成:




流量不够,可以看下面的简要视频介绍


宝马集团的电动化战略起始于2008年的BMW i3的开发。



宝马将在2021年启动第五代电气化动力总成,其将具有高性能、更加轻量化、续航里程更大的特点。



电池包安装在地板下方,可以灵活地集成到整车机构中。



可以灵活调整模块大小,以适应宝马集团的不同车型系列。模组电芯数可以增加到20颗



采用模块化设计,易于维护修理



更大的电池包,可以让电动汽车有足够的续驶里程用于日常使用。



可以更加自由的配置电池包。



将近10年的BMW i 系列的工程经验,可以让动力电池的质量、性能以及寿命得到有效的改进。



电机、变速箱以及电机控制器高度集成在一起,拥有更大输出功率以及更加轻量化,可以装配到任何车辆中。



新型电池将使纯电动汽车拥有高达700km的续驶里程,使插电式混合动力汽车拥有高达100km的纯电续驶里程。



第五代电气化动力总成结构灵活,可以用于所有的驱动系统。


而在近期举行的宝马自动驾驶大会上,宝马高层再次重申该战略的实施进程与前景。基于数字化与驱动技术两大核心,宝马未来插电式混动车型的纯电动续航里程将达到100km,纯电动车型的续航里程将达到700km,并逐步普及48V混动系统和燃料电池技术,到2021年,宝马将完全掌握L5级别的自动驾驶技术。



从上图可以看出宝马将从2020年开始,进入第五代电动系统


  • 最顶级型号产品(50e):将搭载120kWh电池组,三电机

  • 中等级产品(40e):供90kWh电池组与电机驱动后桥

  • 入门级产品(30e):提供60kWh电池组与电机驱动前桥,最大续航里程约为300km;

  • 低温地区采用电池预热功能


那么,如此高性能的动力电池电芯及电池包是如何做出来的?可以看以下最新视频:




手机流量不够?没关系,下面还会给您简要阐述下视频内容。(等到有WIFI的地方再看视频哈,留着流量学知识!)


要说明一下,这个视频应该不是电池量产的视频,而是其原型样品电池制作实验室拍摄的,虽然大部分未手工操作,但关键工序还是自动的,而且即使手动工序,也是采用合适的夹具避免或者降低手工操作对电池的质量以及一致性造成影响。当然生产速度就没有自动线那么快了。



卷绕工序:将正极片、负极片以及隔膜卷绕成极芯。可以看到,正极片和负极片在单侧都有大片的留白(未敷料区域),正负极片留白分别在极芯的两边,后端工序将这两块区域作为正、负极耳进行焊接,也将和连接件焊接到一起,引到电芯盖板的正、负极柱上。



卷绕接近结束时,极片切断,让隔膜多绕一些,保证隔膜能够将极芯包裹起来(除了留白的极耳区域),然后将隔膜剪断,机器自动用胶布将隔膜末端贴上,避免极芯松开。



卷绕完成后,极芯侧面截面还是椭圆状,为将极芯定下形,会有专门的设备压一下极芯,再转移到后面工序(应该是这个原因,至少小编做这段工作时是这样原因处理的)。


 

可能是卷绕机上的压极芯的力度还不够大吧,视频里后面又增加了一个压极芯的工序,从上面动图可以看出压前和压后极芯形状还是有区别的。另外,从前面那个动图可以看见,操作人员在压前扫了一下极芯隔膜上的二维码,估计主要是为了追溯生产过程中的各种参数(比如压力参数等)。



这一步应该是切极耳工序,从动图中可以看出,切刀将极耳的多余部分切除。这是有必要的,因为过长的极耳会有短路隐患。




超声波焊接极耳工序。采用超声波焊接设备,将极耳的铜箔之间、铝箔之间,以及正(负)极耳连接片同正(负)极耳铝(铜)箔焊接到一起,使极片同对应极性的极柱之间形成有效可靠的导通。从中也可以看到德国人对夹具上下的功夫,这样即使手工操作,也会把生产过程中的变量降到最低,保证电芯的质量和一致性。



极芯外面贴一层塑料薄片,主要是为了保护极芯在插入外面铝壳的过程中不会被壳口损伤造成短路。



上面这就是极芯入壳工序,能够理解为何要在极芯外面包一层塑料片了吧?



激光焊接之前,需要将电芯放入夹具中,夹紧壳体与盖板,避免出现缝隙而导致后面的激光焊接出现缺陷。



之后就可以进行激光焊接啦。焊接过程中,为了保证焊接质量,焊接机台有专门的伺服机构带动夹具,保证能够连续焊接壳体和盖板,并保证焊接时每一处焊缝都同激光焊头保持固定的距离,特别使拐角的地方,伺服电机的程序需要编的正合适,否则焊缝拐角处很容易就产生焊洞或者焊接不牢的缺陷,造成后续电池漏液等安全隐患。


焊接之后电芯要经过烘烤以及注电解液的工序,视频里没有体现出来。另外,为了在运转过程中,保护电芯表面,需要在电芯表面包保护层的工序由于不是很核心,这里就不再详聊了。


之后就到了模组制造过程。



在组成模组之前,需要机器人夹住电芯经过等离子清洗,才能放到模组组装区域。(主要是为了清洗掉电芯表面的杂质,避免影响后面成组工序)



电芯的表面还需要用机器进行均匀涂胶,才能进行后段工序。



涂胶后,便可以将模组盖板粘上了。后续还需要有其他侧板也需要安装粘贴,视频中未体现出来。



电池包PACK的托盘和上盖之间也需要用胶粘剂粘贴密封。视频中在PACK这面信息比较少。


这里再放个之前宝马i3的PACK制造视频,里面PACK生产过程信息比较多,大家可以参考学习下。




由于小编不做电池工艺工作好多年了,文内的描述难免有疏漏或不妥之处,还请见谅。另外,本文小部分信息/素材摘取自汽车电子设计,在此表示感谢。


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