厚積薄發(fā)-寶馬新iX3三電技術(shù)解析

近年來，隨著特斯拉等新造車勢力在電動車領(lǐng)域的異軍突起，傳統(tǒng)車企的光芒似乎被掩蓋了大半。但其實大部分一線傳統(tǒng)車企都在純電動領(lǐng)域有著深厚的技術(shù)積淀，寶馬也自然位列其中。寶馬對于純電動車的探索始于數(shù)十年前，而據(jù)上一次推出跨時代的i3和i8兩部產(chǎn)品已過去近十年。在這十年中，寶馬并非止步不前，而他們最新的研發(fā)成果就是如今活躍在市場上的iX3。作為寶馬新時代純電技術(shù)的結(jié)晶，iX3在電子電氣技術(shù)方面有哪些獨到之處呢？下面就來為您詳解。

寶馬iX3在2020年開始在中國沈陽量產(chǎn)并返銷全球，緊接著在2021年下半年便完成了一次中期改款，對外觀內(nèi)飾進(jìn)行了全面革新。這些看得到的變化并非本文著墨的重點，我們將目光聚焦于新車的三電系統(tǒng)方面。了解寶馬iX3的人大多了解兩個數(shù)字，500km和6.8s，前者是新車的續(xù)航里程、而后者是新車的0-100km/h加速時間。在這兩個數(shù)字背后，有大量的全新電子電氣技術(shù)進(jìn)行著支持。

寶馬iX3基于CLAR平臺打造，這一平臺在設(shè)計之初便考慮到了兼容各類動力。以X3為例，其支持純?nèi)加?、輕混、插電式混動以及純電四種不同的動力類型，所以其實并不存在“油改電”一說。其中非常直觀的一點佐證就是iX3的離地間隙以及車內(nèi)乘員/行李箱空間相比燃油版X3沒有縮減，這便是兼容平臺比“油改電”帶來的明顯優(yōu)勢。

第五代eDrive電驅(qū)系統(tǒng)是寶馬iX3在宣傳中被無數(shù)次提及的，iX3也是首款搭載該系統(tǒng)的車型。第五代eDrive電驅(qū)系統(tǒng)的特點總結(jié)下來主要有兩點：集成化和可持續(xù)。我們先來了解集成化的部分。

第五代eDrive電驅(qū)系統(tǒng)全貌（圖1）

第五代eDrive電驅(qū)系統(tǒng)拆解圖（圖2）

上圖中的圖1是第五代eDrive電驅(qū)系統(tǒng)的全貌，它采用了高度集成化的設(shè)計，將電機(jī)（圖2左）、傳動器（圖2中）、逆變器（圖2右）三大部件集成在一個電驅(qū)模塊中。這樣做的優(yōu)勢之一是降低質(zhì)量--新一代eDrive系統(tǒng)的功率密度比前代提升了約30%；優(yōu)勢之二是減小體積--被放置在后橋的eDrive電驅(qū)總成并未占用后排乘坐和行李廂空間；優(yōu)勢之三是高效--電機(jī)輸出軸、傳動器輸入/輸出軸與驅(qū)動軸為相鄰平行設(shè)計，傳動距離短、損耗小，傳動效率自然有了明顯提高。

電機(jī)定子采用扁線繞組以降低電阻、提高效率

第五代eDrive電驅(qū)系統(tǒng)的第二大特點是可持續(xù)。目前市面上的主流車用電動機(jī)有交流感應(yīng)異步和直流永磁同步兩種，其中前者有功率大的優(yōu)勢，但缺點是效率低、調(diào)速困難；后者的效率高、調(diào)速響應(yīng)快，但在高負(fù)載下容易引發(fā)永磁體退磁現(xiàn)象（因此限制了功率），同時永磁體（釹鐵硼）中需要用到稀土材料，不利于可持續(xù)生產(chǎn)。第五代eDrive系統(tǒng)創(chuàng)造性的采用了無稀土設(shè)計的交流同步電機(jī)（勵磁同步電機(jī)），利用直流電使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生固定電磁場，并與定子通過交流電產(chǎn)生的三相旋轉(zhuǎn)磁場同步旋轉(zhuǎn)，兼顧了大功率、高效率、調(diào)速快的優(yōu)點，生產(chǎn)過程中不使用稀土也保證了環(huán)境的可持續(xù)。

這臺全新的交流同步電機(jī)最大功率210kW、峰值扭矩400N·m，能量回收最大功率134kW，最大轉(zhuǎn)速17000rpm，綜合效率可達(dá)93%。這臺電機(jī)便是寶馬iX3 0-100km/h加速時間 6.8秒、極速180km/h（電子限速）背后的功臣。從上圖左邊的表格不難看出，電機(jī)在車輛時速為0-60km/h（對應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速0-4500rpm）時為恒扭矩區(qū)間（始終保持400N·m的峰值扭矩），時速60km/h（對應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速4500-15000rpm）以上進(jìn)入恒功率區(qū)間（始終保持210kW的最大功率），在全速域都有著出色的性能表現(xiàn)。

如果說加速成績背后是電驅(qū)技術(shù)的加持，那么續(xù)航里程的背后就要靠電池技術(shù)“撐腰”了。寶馬新iX3的電池組也是第五代eDrive系統(tǒng)的一部分，其采用方形電芯，整個電池組包含188只電芯組成的10個模組，總重量518kg，提供了80kWh的容量，可用容量為74kWh，使iX3擁有500km的續(xù)航里程。電池組為經(jīng)典的“三明治”結(jié)構(gòu)，并采用液冷/熱（PTC+熱泵）設(shè)計，以便于在極端溫度下維持電池的性能可靠性。

與電驅(qū)系統(tǒng)一樣，第五代eDrive電池系統(tǒng)的核心之一也是可持續(xù)。其三元鋰電芯采用NCM811正極材料，即鎳、鈷、錳的配比為8：1：1，在保證能量密度的前提之下降低了稀有金屬鈷的用量，以求可持續(xù)發(fā)展。事實上，搭載NCM811電芯的新一代電池組能量密度比上一代有著20%的提升。同時，得益于薄型設(shè)計，其可放置于iX3的前后橋之間而不影響車內(nèi)空間和離地間隙；并且讓iX3的重心比燃油版X3降低7.4cm，配合47：53的前后配重，更能帶來寶馬所需的操控功底。

在電動車用戶最關(guān)心的安全方面，iX3的電池組從電芯層面到殼體都做到了應(yīng)有的防護(hù)，比如電芯與電芯之間配置了一層絕緣膜以及隔離墊，再噴涂絕緣材料，相鄰的電芯之間更有3層間隔防護(hù)。而整個電池組的外殼則使用了高強(qiáng)度鋁合金，并加入潰縮吸能結(jié)構(gòu)，在發(fā)生碰撞時也能盡可能保證電芯不受到外力沖擊。最后，寶馬iX3的電池組在研發(fā)時便經(jīng)過了寶馬的嚴(yán)苛測試，在電安全方面可滿足最高標(biāo)準(zhǔn)。

在充電方面，寶馬iX3支持交流慢充和直流快充兩種方式。其中交流慢充使用寶馬提供的充電墻盒可支持最高11kW的充電功率，可在7.5小時將電量從零充滿。而直流快充如果使用寶馬官方的直流快充電樁最高可支持150kW的充電功率。從上圖右側(cè)表格可以看出，充電時前20%可以達(dá)到最高150kW充電功率，隨后緩慢下降，在充至60%時依然能保持100kW左右的充電功率，最終用時34分鐘便可將電量從0%充至80%。

全文總結(jié)

寶馬iX3搭載的第五代eDrive系統(tǒng)擁有集成化、可持續(xù)、高效率的電驅(qū)模塊，高能量密度、低稀土消耗、安全可靠的電池組以及高速充電能力，助力iX3強(qiáng)大、可靠的性能表現(xiàn)。相信在看完這篇解析后您會發(fā)現(xiàn)，寶馬iX3的三電系統(tǒng)無疑是當(dāng)今市面上最先進(jìn)的之一，這也反映出寶馬在電子電氣技術(shù)方面深厚的積淀。厚積薄發(fā)的寶馬在純電動領(lǐng)域不鳴則已、一鳴驚人，寶馬iX3不愧為一款技術(shù)里程碑之作。

審核編輯 ：李倩