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德國寶馬電池和電機工廠

時間: 2019/3/29 11:34:26 點擊數: 1694

直擊德國寶馬電池和電機工廠!

數字化企業 2016-09-13


這裡是寶馬電動汽車核心制造基地,小編将為您揭秘寶馬電池和電機制造工廠,看德國人在電動汽車領域的探索!


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©文丨e-works整理


德國巴伐利亞州有一座小鎮叫丁戈爾芬格Dingolfing,這裡是寶馬電動汽車的核心制造基地!


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最近,寶馬集團(BMW Group)公開了一些丁戈爾芬格工廠鮮為人知的照片和信息,我們也有機會了解到神秘的高壓電池系統(模塊、電池組)及電機的生産細節。


有關純電動汽車

我們大多聽到、看到的都是特斯拉

而德國百年豪車品牌--寶馬

在電動汽車領域也有自己的探索

先通過一段視頻了解一下

它是全新的BMW i3

寶馬i3被《時代》周刊

評為2014年25項年度最佳發明

稱其為“令電動車變得動人的汽車”

New BMW i3 for 2016


丁戈爾芬格工廠一直負責電池系統和電機兩個核心部件的生産,幾年前就開始為寶馬Active E和普通混合動力車提供電池系統,例如3系ActiveHybrid、5系ActiveHybrid和7系ActiveHybrid汽車。

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寶馬集團推出i3和i8後,丁戈爾芬格工廠的核心部件産品線擴大到iPerformance下的所有車型,包括i3、i8、225xe、330e和最新的740e。


寶馬集團已經向丁戈爾芬格工廠投入了100多萬歐元應對電氣化部件需求,工廠的員工人數也計劃從現在的100人增加到200人以上,這清楚的表明,插電式汽車的市場未來将快速增長。

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關于整個工廠的大體現狀大家已經有個印象,接下來就是最核心的電池和電機生産介紹。


1

電池技術


未來電動汽車的普及很大程度上取決于電池技術的進步,電池的性能必須滿足續航力、充電時間、功率輸出、可靠性、耐久性、安全性和成本等一系列客戶要求。

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電池系統、電機和智能化能量管理系統是寶馬i系和iPerformance車型的eDrive電驅動技術的基石。



BMW i3家庭充電


寶馬集團決定在早期階段像當初研發傳統發動機一樣來自己研發這些電驅動核心部件,可以在不同情況下,調整不同具體車型的需求,充分利用動力總成電氣化優勢,全面降低油耗和碳排放,同時保持動感的駕駛體驗和性能表現。



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寶馬的電池組達到了與豪華汽車匹配的高标準要求。無論是短途或長途,性能表現都需要保持穩定,即使可用能量降低,也不會影響駕駛體驗。這就是寶馬自産電池與其他制造商所供電池組的主要區别。


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同時,丁戈爾芬格工廠制造的電池組具有更好的溫度适應性,隻有室外極低的溫度才會對電池性能造成影響,但在這種情況下,寶馬集團要求電池可用剩餘容量仍然處于較寬的荷電狀态(SOC)。此外,電池系統設計要求滿足至少8年的長壽命質保期。


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為實現碰撞安全性、耐久性(可靠性)和電池性能的最佳品質,科學嚴謹的生産過程必不可少,丁戈爾芬格工廠作為電驅動系統制造中心的意義正在于此。

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寶馬i系和插電混動車型總是從那些技術領先的锂電池制造商那裡采購電池,每當新一代電池進入市場,就會啟動新一輪采購,這确保了寶馬總能用到最好的商業化電池技術。

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寶馬認為,隻有像對内燃機領域那樣,也對電池化學和電池制造過程有深入了解和研究,才會成功。為此,寶馬集團建立了自己的電池研究部門進行技術評估。



BMW i3公共充電


寶馬的國際研究網絡覆蓋了電池技術的整個産業價值鍊,領域廣泛,甚至包括材料的研發。隻有在電池材料上取得進步,才是提升電池系統性能,例如能量密度、充電、功率及成本的最有效杠杆,同時又能達到高标準的可靠性、長使用壽命和安全性。



有些研究是寶馬聯合材料制造商與電池制造商進行合作,創新技術和方法确保了現在和未來的寶馬插電式汽車總能配備最好的電池技術,也使得丁戈爾芬格工廠具備了更靈活和以質量為導向的生産工藝。再往大了說,這絕對有助于讓寶馬在電動汽車細分市場成為佼佼者。


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模塊化設計系統使寶馬的汽車産品能夠兼具标準化與靈活性雙重優勢。丁戈爾芬格工廠的産品組合與生産過程的平行關系從新生産設備的配置就可以體現出來,新生産車間有大約6000平米劃撥給eDrive電驅動組件,1500平米專門生産電機和電池模塊,1000平米用于電池組裝,所有設備的産能都可以在短時間内快速擴張一倍,而不影響生産效率。閑置空間還可以進一步增加電驅動系統的整體生産能力。


類似的靈活性也體現在eDrive産品組合本身。寶馬開發一個模塊化設計系統,在此基礎上,不同尺寸、性能、型号的電機和電池可以遵循共享、标準化的設計原則和共同的基本特征被開發出來。


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标準化和靈活性相結合,使寶馬有能力覆蓋所有當前和未來純電動和插電混動車型的需求。更重要的是,可延展的架構相比同級功率和性能的常規動力車輛,價格更具可比性。模塊化戰略令寶馬i和iPerformance車型的電驅動組件可以同時在标準化生産線上生産,以這種方式,寶馬能夠靈活的在市場需求變化時做出反應,并能夠迅速集成現有生産工藝制造新車型。


丁戈爾芬格工廠為寶馬i和iPerformance生産的電池組分成兩個制造階段。第一個是高度自動化階段,将外部采購的锂離子電池組裝成模塊,每個模塊包含16個電池單元,與連接器、控制器和冷卻系統集成到一起,外覆鋁外殼包裝。電池組需要滿足所裝載的不同車型,通常包含5個或6個模塊。通過螺栓自動固緊,由電氣連接器相連,即使發生故障,僅需更換單獨的模塊即可,不必更換整個電池組,維修工作量和危險性大大降低,更換模塊僅需把冷卻系統拆解,并不涉及其他構件。


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模塊化設計原理允許具有共同的基本特征和質量标準的電池組,可以定制化匹配不同車型,每個模塊還能夠安裝在車内最佳适合空間和預定位置。


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電池組的設計和制造也是寶馬研發知識傳遞的一個實例。衆多的生産技術,為寶馬最初i3和i8裝載的電池組帶來了高品質和可靠性,自此以後,一直在不斷完善和改進。丁戈爾芬格工廠會對外采的電池進行初步檢查,保證規格精确,然後進入高度自動化的模塊組裝過程,機器人操作塗層粘接,包裝成組,模塊框架壓焊,布置熱管理系統、激光焊接電芯的連接。


成品模塊最後被組成成完整的電池組,丁戈爾芬格工廠目前生産三種不同類型的電池組,使用了被稱為多單元制造工藝(cellular manufacturing process),這種工藝提供了極高的靈活性水平,同時确保效率和質量。這意味着電池的制造能力也能夠調節,以滿足不斷變化的需求,而新的技術版本可以容易地集成到生産過程中。




此外,車輛空調系統的冷卻劑回路也被用來冷卻電池,氣态冷卻劑對電池單元直接冷卻。這種方法确保了高效的溫度控制,由于從蒸發過程中的熱傳遞是直接的,因此比額外介質的加入更加高效,使冷卻系統特别緊湊。同時,也防範了碰撞情況下液體被釋放的風險。


2

電機技術


在内部開發和eDrive電驅動技術的戰略部署下,寶馬集團的目标是為客戶提供具有寶馬汽車一貫品質的電動汽車駕駛體驗,為确保自家産品的動态性能、效率和舒适度更有市場競争力。


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電機在其中扮演另一個重要角色。寶馬i和iPerformance車型使用的電機具有較高的體積和重量功率比,能夠在高速轉動範圍内提供線性額定功率并保證出色的效率。這些特性源于特别的設計原則,i産品的設計團隊知道如何在大量的設計細節中實現産品的創新。


定子和轉子都在丁戈爾芬格工廠生産,然後與電機外殼連接,裝配線非常靈活,員工都進行過培訓,能夠執行不同的操作。U形布置确保了靈活性與高效率的結合。在所有的工作站,組件以符合人體工程學的方式遞送給操作者。


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同時,工作站可調節高度和傾斜度,以适應人體工程學的需要。大部分操作都可以用坐姿或站姿進行,這種特殊方式有助于eDrive電驅動組件的高生産質量。

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電機所具備的高輸出比和運動特性是基于永磁同步電動機技術不斷優化的結果。例如,定子由長達兩千米被極度壓縮的銅線構成。定子生産要對金屬闆進行封裝和絕緣,然後拉伸切割形成線圈。

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金屬闆通過激光焊接進行接合。轉子組件也采用特殊工藝制備。将磁鐵裝入轉子并鉚接後,冷卻的轉子軸無壓燒結到加熱部件,從而轉子磁化,整個制備組裝過程被大大簡化。






在電機總裝的最後階段,定子首先于150度左右無壓燒結進入馬達殼體,然後插入轉子。


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在其它部件都被安裝好并在相關功能測試完畢後,完全裝配好的電機可以安裝到車上了。


3

寶馬BMW i3

萊比錫工廠制造全過程揭秘 


這裡有兩段BMWi3在寶馬萊比錫工廠生産過程視頻,供各位讀者延伸觀看,視頻相對較長,可轉發收藏到手機抽空看!


一起來領略這台全球首款全面采用碳纖維增強複合材料(CFRP)材料的量産汽車是如何打造出來的?


BMW i3 制造過程第一部分


BMW i3 制造過程第二部分


電動汽車一定是大勢所趨,特斯拉的成功嘗試無疑激發了傳統老牌汽車廠商對電動汽車的熱情!



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