「观色」有能力诠释电动豪华？从进化角度看宝马第五代eDrive系统

在讲解宝马自动辅助驾驶系统那篇文章时我们说过，宝马ix3对于宝马而言是一款十分重要的车型，其一，它是第一款中国制造的宝马的全球车型；其二，它是第一款标配了宝马自动驾驶辅助系统 Pro 的纯电动车；其三，它是第一款标配了第五代 eDrive 电力驱动技术的车型。

前面我们深入解析了宝马ix3所搭载的那套辅助系统，从传感器到功能到实际表现以及横向对比，都对它做出了一个评价，那么本文，我们将继续聚焦宝马的第五代eDrive电驱技术。

一、宝马eDrive的发展历史

其实宝马电力驱动技术也算是历史悠久，其最早一代电驱系统（应该叫混合动力系统）应用于底盘代号为E72的BMW X6（亮相于2007年的法兰克福车展）；到了2011年，宝马又推出了极具前瞻性的BMW i品牌，3年之后，纯电动BMW i3以及插电混动BMW i8就正式面世，而宝马i8（参数丨图片）采用的电驱技术，就被官方称作了第一代eDrive技术。

这套系统由1.5T直列三缸汽油发动机和电动机组成，其中发动机最大功率231马力，峰值扭矩320牛米，而电动机最大功率143KW，峰值扭矩达到250N.M，系统综合功率达到374PS，0-100km/h加速时间为4.6秒/4.4秒，妥妥的性能先锋。

往后，宝马eDrive技术开始迭代，不过遗憾的是，我们没有找到第二代eDrive的相关参数以及搭载车型。

至于第三代和第四代eDrive，有的读者可能就比较了解了（因为宝马5系的插混车型就是这套系统）简而言之，第三代的eDrive在混动结构上属于P2架构，它将电动机整合在ZF的8速自动变速箱内，位于发动机和变速箱之间。

第四代eDrive相比第三代，主要的提升在于电池的容量，由 13 kWh 提升至 17.7 kWh，也因此，最新款的宝马5系相比上一代版本纯电续航里程由67 km 提升至 95 km。

而随着整个汽车行业朝着新能源方面更进一步，宝马也在2020年推出了第五代eDrive系统（2017年11月就推出了样机），这套系统主要由电机、高压电池和智能能源管理系统组成，相比前几代，第五代eDrive技术在三大核心领域均有所进化。

这套系统面世之后，也获得了不少荣誉，比如第五代BMW eDrive电力驱动系统荣膺“龙蟠杯第五届世界十佳变速器及电驱动”称号。

那么这套系统究竟有什么亮眼表现，话不多，我们立刻开始。

二、第五代eDrive-电驱篇

分析大众ID4.X那篇文章时我们说过，电驱系统由三部分构成，分别是传动机构、电机、逆变器，我们考察电驱系统的时候，一个关键指标就是集成性，要知道汽车内部可谓是寸土寸金，集成性越好，越不占地方，同时还有利于汽车的轻量化。

而宝马第五代eDrive的一大关键词，也是集成化，这套系统将驱动电机、电机控制器以及变速箱都装配在一个壳体之中（首次将电动机、逆变器、变速器一体化整合），以减少布置空间，同时大幅度降低整车重量。按照官方的说法，该系统与宝马现有的驱动系统相比，其功率密度提高了约30%。

而将电驱系统拆细分来看，其电机又是一个关键，因为电机是新能源汽车的主要执行结构，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标。

不同于奔驰EQC和奥迪e-tron采用的异步感应电机或是大众ID.4C采用的永磁同步电机，宝马第五代eDrive的驱动单元采用的是励磁同步电机。

那么同为同步电机，励磁和永磁的区别在哪里呢？我们知道，同步电机在启动的时候都需要一个电动势能让电机转起来，而这个能量要么靠由永磁体提供，要么就靠外界电源提供励磁电流，而靠永磁体的就是永磁同步电机，靠外界电源提供励磁电流的就是励磁同步电机。

相对于永磁同步电机，励磁同步电机有两大优势。首先，励磁电机不使用稀土元素，可以降低对稀缺资源的依赖，符合可持续发展目标 ；其次，永磁同步电机由于磁场恒定，所以不易调节转速，这也是为什么很多消费者认为电动车后程加速乏力的原因。但是励磁电机可以方便地调节励磁电流来调节转速，适用于大功率场景。

从参数来看，宝马iX3所采用的励磁电机，最高输出功率达210KW，最大扭矩400N.M（作为对比，大众ID.4X的永磁同步电机最大功率125kw，峰值扭矩310N.m）。

当然，我们也可以把永磁同步电机的功率做大，但励磁电机还能做到的是，最高输出功率不仅在加速早期能达到，而且还能高转速区间保持住，从而稳定提供运动性能。

而基于励磁电机的这种特性，宝马ix3在不同驾驶模式下也能有不同的特性，比如在运动模式下，励磁电机可以加大励磁电流，电机将提供极快速的动力传输，提供急加速能力；在舒适模式和ECO PRO模式下，励磁电机可以减少励磁电流，提高驱动系统的效率，三种动力模式下会有比较明显的性能表现差异。

三、第五代eDrive-电池篇

作为整车的能量来源，动力电池自然也是eDrive关注的重点。

首先在电池方面，第五代eDrive选择了宁德时代的NCM 811电芯，电池包系统能量密度达154 Wh/kg，容量达到74千瓦时。

811的意思就是电芯正极的镍钴锰配比为8：1：1，这类电池的优势是可以实现比较高的能量密度，在前几年市场追求长续航的背景下更受到主机厂追捧，但由于正极材料缩减了钴和锰的占比，所以它的稳定性与安全性以及寿命相对于“523”电池与“622”电池来说都是更差，其使用寿命也相对更短，发生燃烧的危险性也相对更大。

作为对比，同级别的奥迪e-tron采用的就是NCM622三元锂电池，更多的钴能够起到更好的稳定作用，不过电池密度相对较低，为133Wh/kg；奔驰EQC用的是NCM523，电池密度更小，仅为125Wh/kg。

既然电芯化学性质更加活泼，那么宝马采用了哪些方式来增加整体的安全性呢？

首先，宝马为电芯做了一个喷涂，根据宝马官方的说法，这种绝缘漆喷涂到电芯上后，表面硬度得以加强，可以防止硬物刺入等紧急情况，比使用普通的绝缘膜、绝缘条效果更好，同时也能实现更好的绝缘。至于喷涂的材料是什么以及相关的工艺，我们并没有找到相关的资料。

另外，绝缘隔膜则是第二道绝缘工艺，在每个电芯之间再贴一片黄色的绝缘贴膜。如果是电芯与金属框架接触的大面，绝缘隔膜则是蓝色的；第三道绝缘工艺则是在电芯与电芯之间的上下边沿，再贴上两条带一定厚度的橡胶条。除了绝缘之外，也为了避免电芯之间的轻微碰撞挤压，起到了物理缓冲的作用。

其次在结构上，第五代eDrive的电池包箱体机械结构有如下设计：纤维强化复合防火材料上盖耐高温，表层铝膜隔绝电磁波，防爆阀防止事故中压力过大，橡胶密封圈增强电池包防水性，6系铝合金强化梁防侧撞，6系铝合金防碰撞吸能侧边型材，6系铝合金接插件保护板，6系铝合金厚底盘护甲，6系铝合金高强度底板，5系铝合金前底盘护甲。

另外值得注意的是，虽然电芯由宁德时代提供，但它所用电池组组装工作还是由宝马（中国沈阳铁西工厂）自行完成，这里是X1、3系以及X3的生产基地，也是目前宝马插混车型以及今后纯电车型生产的基地。

至于在消费者关心的充电方面，搭载了第五代eDrive集成式充电单元整合的宝马ix3支持100kW的直流快充功率，最快45分钟即可将电池电量从0充至80%。还支持最高11kW的交流慢充，电量从0％充电到100％，大概需要7.5小时。

作为对比，奔驰EQC的直流快充功率为90kW；奥迪e-tron最大充电功率可以达到150kW，可见宝马在直流快充功率方面做得还是比较节制。

四、第五代eDrive-能量管理篇

众所周知的是，由于发动机的存在，因此传统燃油车的热管理方向主要是冷却。但新能源汽车不同，由于没有一个天然的热源，同时的核心部件动力电池又对温度格外的敏感，所以热管理的主要方向就是热量管理。

一般而言，动力电池工作温度范围一般为-20℃~60℃，工作的最佳温度在15 ~ 40 ℃ 范围内。

在温度低于10℃后，电池活性下降，出现电池容量的急剧衰减；当温度降至-20℃时，电池放电容量仅为常温下的43%，这也是为什么淮河以北的地区，在冬季使用纯电动车的感受如此不好，实际续航往往只有表现续航的6-7折。

也因此，这几年新能源汽车的主要研究方向就包括电池的热管理，而相较于一味的增加电池容量，我们也希望看到一个更为先进的电池能量管理系统，来给车辆带来更为理想的续航里程，那么宝马又是怎么做的呢？

首先简单科普一下，目前电动车上的热管理主要分为三类，分别是PTC，热泵以及高压液体加热器，PTC的工作原理其实可以看做家用吹风机，虽然制热效果明显，但能耗也高；而热泵是近年兴趣新技术，它的原理就像家里空调，它不是直接加热空气，而是把外界的热量搬到车内。热泵的能耗比PTC要低，而且可以用加热电池，宝马ix3就是用的这项技术；

高压液体加热器（HVCH）是一种最近一两年才出现的新技术，它采用了厚膜加热元件（TFE），既能满足对快速产生热量的高性能系统的需求，同时由于高压加热器的加热元件和冷却液之间热阻很小，因而能实现最小的功率损耗。目前极氪001就是用的这项技术，供应商来自博格华纳。

回到宝马ix3上来，简单来讲，ix3的热泵系统在低温环境启动时，将由独立的加热单元通过热泵系统为电池包加热，使之快速达到良好的工作温度，确保电池正常输出功率。在车辆正常行驶时，热泵系统也能有效回收驱动系统和电池包产生的多余热量，传递至空调为乘员舱供暖，保证乘员舱舒适度的同时降低电池耗能。

总结来看，宝马第五代eDrive系统主要有三大亮点，其一，采用了励磁同步电机，它的优势在于可以方便地调节励磁电流来调节转速，适用于大功率场景且可以在高转速区间保持住，从而稳定提供运动性能；其二，第五代eDrive对电池安全的保护是全方位的，比如喷涂涂层、绝缘贴膜以及结构上的防护；其三，采用了领先的热管理系统，可以在电池温度与乘员舱温度之间做到一个比较好的平衡。

当然，ix3所搭载的第五代eDrive只是宝马eDrive的一部分，它还能用于插混或者全驱的纯电动车型上，其性能还将有什么表现我们也可以进行期待。