钜大LARGE | 点击量：1828次 | 2021年05月26日
锂电：宝马iX3如何驾驭811电池
近期，NCM811动力锂电池成为媒体焦点。不过理由并不光彩——在接二连三的自燃事件中，811电池牵涉其中，让人怀疑其安全性。
就在811电池风波中，一款应用这一电池的纯电动汽车型公布了。这家车企毫不避讳，大方介绍它采用了宁德时代的NCM811电池，似乎根本没有听到风言风语。
华晨宝马iX3采用了宁德时代NCM811电池
这个车型是iX3，来自华晨宝马。九月十三日，这款车在沈阳华晨宝马厂完成了首秀。第二天，华晨宝马还展示了生产iX3动力锂电池模组和系统的动力锂电池中心二期，为它举办了开工仪式。
宝马的淡定和信心来自哪里？
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
在iX3公布和动力锂电池中心二期开工仪式间隙，《电动汽车观察家》参观了811电池的模组、系统产线，并和华晨宝马动力锂电池专家进行了交流，了解了iX3电池模组和电池包的设计、验证和生产的细节。
iX3不是宝马第一款采用811电池的车型，此前宝马X1插混里程升级版、5系插混里程升级版，都采用了811电池。目前，我们还没有看到1起宝马采用811电池的新能源汽车起火事件。iX3再次采用811电池，也说明宝马对这一电芯安全性的认可。
高比能的811电池，如同烈马，宝马到底是怎么样驾驭它的？
宝马第5代动力锂电池技术
1811：高比能带来应用难度
所谓811电池，指的是正极材料中，镍钴锰的配比为8：1：1的三元电池。
由于电池的能量密度和镍的含量成正比，811电池可以带来比较高的能量密度。
以宁德时代的NCM811电池为例，其2019年上市的NCM811／石墨体系电芯，单体能量密度超过240Wh／kg。这比磷酸铁锂电芯密度要高40％以上，比一般的三元电池也要高15％以上。
电池单体能量密度提升，能帮助提升电池包的能量密度，继而提升车辆的续航里程，缓解消费者的里程焦虑。
采用811电芯之后，宝马第5代动力锂电池包能量密度提升，续航更长
因此，811电池很早就成为全球动力锂电池公司攻关的方向，但是因为它的安全性问题，一再推迟其量产应用时间。LG化学、SKI原计划2018年推出用于电动汽车的NCM811电池，但是后来推迟了。目前，国际上NCM811的方形和软包电池，还没有大规模的推广。
811电池的应用难度是多个维度的。首先是电芯生产。NCM811材料受其高镍含量、表面残碱高、热稳定性差等因素的制约，对正极材料生产厂家及电池公司的生产制造环境及技术水平，提出了更高的要求，限制了811电池大规模商业化。
其次，811电池的模组和电池包设计。电池的安全性是一项系统工程，由于单体性能的变化，模组、系统乃至整车，应该做出有针对性的设计，在生产过程也要提升要求。模组、系统和整车生产商能否hold住811电芯？这也是影响811电池应用的一个因素。
从近期发生的811动力锂电池车辆起火事件看，上述挑战并不那么容易跨越。
2宝马：掌控电池核心技术
宝马并不自己生产电芯，但宝马真的懂电芯。
宝马研究电池，至少已经超过十年。2019年十一月，为了配合宝马的全面电动化战略，宝马加大了电池研究业务，启用了在慕尼黑的全新电芯技术中心。
宝马这个电芯技术中心是玩真的。这个电池中心里，不仅有各种实验室，对电芯做分析研究，包括电芯几大主材、电芯基本工艺和封装模式；而且，这个电池中心还有一个电芯的原型生产线，能够同时生产硬壳和软包电芯。
宝马电芯技术中心电芯原型生产线的涂布工艺
关于不断涌现的新电芯技术，宝马集团的做法是自己做一下试试，从而确定是否可以大量生产。
比如，他们就在这里做了811原型电池的生产。由于高镍正极材料对生产环境的温度和湿度要求极高。在涂布、切片等工位，产线上的工人有时必须穿着全身包裹的特殊制服，以防止人体干扰环境，两个小时就得休息一次。
这样电芯中心的存在，让宝马不仅了解电芯，而且了解生产的难点，在管理供应商方面得心应手。而且，这为宝马后期做电池模组和系统，奠定了基础。他们不仅了解电池的长处，也了解电池的短处。而模组和系统的设计，必须取长补短。
“宝马自己要掌握核心科技，核心科技是什么？就是电芯的能力。”华晨宝马电池专家表示。
3全方位安全设计
宝马在应用811电池上，已经不是生手。
2019年三月，宝马X1插电式混合动力里程升级版上市，采用了811电芯。这是全球第一个应用量产811电池的车型。后来，宝马5系插混里程升级版也采用了811电芯。
这两款车的电池包，是宝马第四代动力锂电池设计。
从iX3开始，宝马开始应用第五代动力锂电池技术。后续宝马纯电动汽车型i4，iNext，也将采用第五代动力锂电池技术。
从参数看，第五代动力锂电池做出来的电池包，有点其貌不扬：搭载总电量74千瓦时，不算很多；整包能量密度154瓦时／千克——一点都不像811电芯做出来的电池包。要了解，国内很多车企用普通三元电池，已经做出了160瓦时／千克甚至180瓦时／千克的电池包。
iX3的电池包结构图
采用811作为第五代动力锂电池的电芯，宝马自然也有能量密度的考虑。但是，能量密度不是唯一、也不是第一的考虑因素，而是均衡考虑安全性、功率、能量密度等多项性能。
综合考虑之后选出来的811电芯，宝马必须辅之以足够的安全设计。
华晨宝马电池专家介绍，在动力锂电池安全上，宝马的理念是以全方位机制保证安全，既包括电池结构安全，也包括电子电器安全。我印象深刻的有三大方面。
第一个方面是绝缘的设计，也是贯穿电池包全流程。
在电芯层面，我们看到所有的电芯在进入模组生产线之前，会被喷涂上一种蓝色绝缘材料。看上去，就和很多电池厂用的蓝膜包裹相同，只是宝马采用了喷涂方式。
到模组层面，首先电芯与电芯之间贴了一层黄色的绝缘膜，此外，还有个黑色的隔离垫。加上喷涂的蓝色绝缘材料，相邻的电芯之间，有3层间隔。
电芯上加贴黄色绝缘膜
在电池包层面，同样也有充分的绝缘设计。这方面，华晨宝马电池专家重要提及电池包当中诸多低压、高压线束、电子电器件、接插件的绝缘设计。从肉眼看，最重要的就是它们所用的线束的绝缘包皮和接插件包裹，都是很厚实的。
宝马电池包当中，线束和电子电器件的集成设计，也防止了诸多线束可能导致的短路、过热或者松动摩擦等隐患。
以电芯温度采样为例，宝马并没有对每一个电芯做温度采样，而是一个模组设置2个温度采样点和1个备用采样点，然后通过算法来计算各个电芯的温度。这种设计减少了密密麻麻的低压线。
