BMW在傳統車上的兩種12V鋰電池

引

言

我最近在看傳統車上使用12V鋰電池的使用進度還是相對比較快，主要分成兩種路徑，一種是把原有高檔車輔助的AGM電池給代替掉，一種是直接代替啟動電池。這個以BMW為代表，這個路徑還是比較清晰的。

01

BMW傳統的12V電源系統

BMW目前的很多車型之前設計都是2-3塊AGM電池，後備箱90-105Ah作為主12V電源，在前艙配置50Ah的電池，在部分高端車型為轉向系統還會配置一個12Ah的AGM電池。

表1 主要的系統情況

這種設計在家用車裡面不算多，主要在高端車型上考慮12V電源的穩定性，設計了不同的分電系統。雙電池的考慮，主要是考慮電源系統的特性，是典型的要性能，成本放一邊。

圖1 原有傳統車的12V電池和配電系統

之前較早的設計中，BMW在M3和M4上使用這款湯淺的69Ah的12V電池來代替90Ah的AGM電池，總體的效果不算特別成功。短期內來看，我們觀測到在大量的車型裡面，這種直接把啟動電池直接替換的方案短期內可能是一個瓶頸。

圖2 BMW的12V啟動鋰電池

02

BMW的雙電池系統

所以BMW替換的路徑，主要是使用10Ah的鋰電池來替換50Ah的AGM電池，主要的理由有幾個：

1）降低碳排可以通過能量回收達到0.5-2kw（這是BMW之前在傳統車上做的能量回收），可以達到1-2g/km，應該是在48V全面導入之間的儲備技術。

2）減重:相比AGM電池，可以減少17-19kg

3）啟動的質量：主要是鋰電池的放電特性能讓引擎的Crank的效果更好，降低抖動

4）保護主AGM電池，這個涉及雙電源系統的分配問題，主要是10Ah的電池的放電特性真的很好

所以之前在3系和5系等新的平臺切換中嘗試中，BMW已經把這種12V電池大量開始使用，如下圖所示。

圖3 BMW的10Ah

附屬鋰電池 如下圖所示，是這個12V電池的基本結構，在電池的負極端是BMS控制板，在電池的正極端是一個隔離開關，中間是10Ah設計的模組。

圖4 BMW的12V 10Ah電池的結構

從模組的拆解信息來看，這個模組設計是做了一個獨特的高倍率的電芯，LG Chem使用之前經典的PHEV的模組設計給BMW做了一款這樣的產品，這也是目前BMW能看到的首次採用軟包電芯（48V的結構也是相似的，電芯的容量是11Ah的）。

備註：採用的時間是從2017年就開始了

圖5 12V 電池結構

在裡面的控制器板相對就是一個V、I、T的檢測，由外部的DME來進行充電、診斷和更換的記錄，通過LIN進行通訊。

圖6 BMW的12V鋰電池和12V雙電源系統的控制框圖

小結：在高端車上，AGM電池這樣的可靠的12V電池還牢不可破，未來能鋰電化的要麼是48V+AGM，或者是12V輔助+AGM主電，HEV和PHEV裡面的構型可能可以作為大鋰電+12V小鋰電，而BEV裡面短期內可能還是AGM+大電池。當然在L2+的需求迭代中，12V電源系統採用雙電源至少加一個12V鋰電還是可以預期的。