我最近在看传统车上使用 12V 锂电池的使用进度还是相对比较快,主要分成两种路径,一种是把原有高档车辅助的 AGM 电池给代替掉,一种是直接代替启动电池。这个以 BMW 为代表,这个路径还是比较清晰的。

 

1、BMW 传统的 12V 电源系统

BMW 目前的很多车型之前设计都是 2-3 块 AGM 电池,后备箱 90-105Ah 作为主 12V 电源,在前舱配置 50Ah 的电池,在部分高端车型为转向系统还会配置一个 12Ah 的 AGM 电池。 

 

表 1 主要的系统情况 


这种设计在家用车里面不算多,主要在高端车型上考虑 12V 电源的稳定性,设计了不同的分电系统。双电池的考虑,主要是考虑电源系统的特性,是典型的要性能,成本放一边。 

 

图 1 原有传统车的 12V 电池和配电系统 

 

之前较早的设计中,BMW 在 M3 和 M4 上使用这款汤浅的 69Ah 的 12V 电池来代替 90Ah 的 AGM 电池,总体的效果不算特别成功。短期内来看,我们观测到在大量的车型里面,这种直接把启动电池直接替换的方案短期内可能是一个瓶颈。

 

图 2 BMW 的 12V 启动锂电池 

 

02、BMW 的双电池系统

所以 BMW 替换的路径,主要是使用 10Ah 的锂电池来替换 50Ah 的 AGM 电池,主要的理由有几个: 

1)    降低碳排可以通过能量回收达到 0.5-2kw(这是 BMW 之前在传统车上做的能量回收),可以达到 1-2g/km,应该是在 48V 全面导入之间的储备技术。

2)    减重:相比 AGM 电池,可以减少 17-19kg 

3)    启动的质量:主要是锂电池的放电特性能让引擎的 Crank 的效果更好,降低抖动 

4)    保护主 AGM 电池,这个涉及双电源系统的分配问题,主要是 10Ah 的电池的放电特性真的很好。 

 


所以之前在 3 系和 5 系等新的平台切换中尝试中,BMW 已经把这种 12V 电池大量开始使用,如下图所示。 

 

图 3 BMW 的 10Ah

 

附属锂电池 如下图所示,是这个 12V 电池的基本结构,在电池的负极端是 BMS 控制板,在电池的正极端是一个隔离开关,中间是 10Ah 设计的模组。 

 

图 4 BMW 的 12V 10Ah 电池的结构 

 

从模组的拆解信息来看,这个模组设计是做了一个独特的高倍率的电芯,LG Chem 使用之前经典的 PHEV 的模组设计给 BMW 做了一款这样的产品,这也是目前 BMW 能看到的首次采用软包电芯(48V 的结构也是相似的,电芯的容量是 11Ah 的)。 
备注:采用的时间是从 2017 年就开始了 

 

图 5 12V 电池结构 

 

在里面的控制器板相对就是一个 V、I、T 的检测,由外部的 DME 来进行充电、诊断和更换的记录,通过 LIN 进行通讯。 

 

图 6 BMW 的 12V 锂电池和 12V 双电源系统的控制框图 

 

小结:在高端车上,AGM 电池这样的可靠的 12V 电池还牢不可破,未来能锂电化的要么是 48V+AGM,或者是 12V 辅助+AGM 主电,HEV 和 PHEV 里面的构型可能可以作为大锂电+12V 小锂电,而 BEV 里面短期内可能还是 AGM+大电池。当然在 L2+的需求迭代中,12V 电源系统采用双电源至少加一个 12V 锂电还是可以预期的。