BMW的第四代PHEV动力电池技术

引言：去年写过一篇文章《24 度电起步的 BMW PHEV》，最近通过整理 BMW 的技术资料可以发现从第三代到第四代，BMW 做了以下的革新： 

1） Gen 4 的海外版本，从 26Ah 的 PHEV1 的电池升级到 34Ah，在 5 系&7 系上面没有改变模组数量，在 X5 上增加了模组数量 

2） 配电盒方面改进了接触器和熔丝等配置，适应更大的电流 

3） BMS 的通信模式，从 CAN 通信更换到引入了部分的菊花链通信

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Gen3 到 Gen4 的主要更改

如前所述，在模组数量没有改变的条件下，电量是从 9.2kWh 升级到 12kWh，其他大部分的参数都没有特别大的变化。 

图 1 5 系 PHEV 国外版本的电池升级 

而在内部如前所述，S-box、CMU 的设计都有了一些变化。 

图 2 具体的设计差异 

特别要注意的是这个菊花链设计，升级后等于区分出来了 1 个主 CMU 和 5 个从 CMU（之前 6 个都是采用 CAN 通信的一摸一样的），折衷的考虑一方面是为了 BMU 布置的灵活性，也是尽可能保证原有 BMU 和 CMU（主）通信的可靠性，依靠主 CMU 和从 CMU 菊花链通信获取所有的单体信息。 

图 3 部分的菊花链通信设计考虑 

注意，如果我们仔细看整体的打开结构，这个电池系统的设计主体是没变的。 

图 4 12kwh 的版本（6 模组方案） 

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X5 PHEV 电池的设计

通过收集信息，如下图所示我们可以看清楚 X5 改进版本的，做法是对称的做 12 个模组，分两个块进行布置，然后采用模组 2P 的连接方式进行并联使用（最初用在第一代 X1 PHEV 上的模式）。如下图所示，这是 12 个模组的布置形式。 

图 5 X5 PHEV 的连接方式 

为了适应这样的设计，CMU 需要翻倍，所以也就出现了 12 个 CMU，一个主 CMU（图示中的 2）配合 11 个从 CMU（图示中 -3）使用菊花链的通信方式，如下图所示。 

图 6 X5 PHEV 电池系统的 CMU 位置 

对比 24kWh 的做法，BMW 和 benz 一个采用模组 2P，一个采取 Pack 串接之后再并联，方式不一样其实总体的特性差异并不大，大型的 SUV 做 PHEV 需要大的动力电池，除了这种采用 PHEV 电池并联的方式的话，就是理想之后采用的使用 BEV 电芯的方式来操作。从我个人的判断来看，如果能够在低 SOC 下调整功率输出，或者在功率一致性上做一点妥协，这种 BEV 电芯较大电池在 PHEV 上使用的办法，不失为一种解决问题的思路。 

图 7 X5 PHEV 对应的低压线缆连接情况

小结：我之前还纳闷，为什么 BMW 之前一直在谈第五代动力总成技术，它把每一代迭代都算进去了，而主体的设计思路都是基于之前设定的方法往前走。