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寶馬王牌電車工廠:電動化技術(shù)布局并不激進(jìn)?

7小時前
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寶馬的斯太爾工廠正逐步轉(zhuǎn)型為全球核心生產(chǎn)基地之一,成為其新世代電動驅(qū)動系統(tǒng)戰(zhàn)略中的重要一環(huán)。

但工廠產(chǎn)能擴(kuò)展節(jié)奏與技術(shù)路徑選擇展現(xiàn)出極為審慎的步調(diào),不僅體現(xiàn)在對電動化節(jié)奏的精準(zhǔn)把控上,更體現(xiàn)在電勵磁同步電機(SSM)與永磁同步電機(PSM)技術(shù)的布局上。

Part 1、電驅(qū)核心技術(shù)路線的選擇與部署

斯太爾工廠被定義為寶馬電動未來的中樞,戰(zhàn)略地位首先體現(xiàn)在技術(shù)的自主開發(fā)與集成制造能力上。

寶馬明確采用了兩類主流電機架構(gòu):電勵磁同步電機(SSM)與永磁同步電機(PSM)。分別部署于新建的兩條生產(chǎn)線上,這是對電驅(qū)系統(tǒng)未來主力車型覆蓋面的考量和對技術(shù)開放性的實用主義。

●?第一條生產(chǎn)線采用EESM技術(shù),最大特點在于取消了傳統(tǒng)永磁材料的依賴,通過電磁線圈在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生勵磁磁場,達(dá)到與永磁同步電機類似的運行效果。

電機結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)勢在于規(guī)避了對稀土材料的依賴,增強了供應(yīng)鏈獨立性,同時避免了永磁體在高速工況下的退磁風(fēng)險,提高了整體熱穩(wěn)定性。

這一條線分為兩個版本:后驅(qū)版和四驅(qū)版,分別服務(wù)不同動力布局的電動車平臺。EESM采用轉(zhuǎn)子激勵控制系統(tǒng),在不同轉(zhuǎn)速下可調(diào)節(jié)激磁電流,實現(xiàn)較為寬泛的效率范圍控制。

寶馬所選用的方案中,轉(zhuǎn)子中集成勵磁繞組,并通過滑環(huán)或無刷激勵機制供電,保障其在低速高扭矩與高速續(xù)航狀態(tài)之間靈活切換,兼顧城市工況與高速巡航的雙重需求。

●?第二條生產(chǎn)線則采用PSM技術(shù),因其結(jié)構(gòu)緊湊、功率密度高、響應(yīng)速度快,成為目前主流高性能電動車的首選。

寶馬在此技術(shù)的選擇上,顯然是希望滿足更廣功率段的車輛需求,包括高性能運動型車與大型豪華SUV等車型。

通過定子三相交流激磁與永磁轉(zhuǎn)子的磁通相互作用,PSM電機可在高速狀態(tài)下保持較高的效率與輸出平穩(wěn)性,特別適合長距離高速巡航與高頻起步加速場景。

ASM電機的產(chǎn)量規(guī)劃也更為激進(jìn),其年產(chǎn)量將達(dá)到40萬臺,是ESSM年產(chǎn)20萬臺的兩倍,意味著寶馬依然將高性能電動車作為品牌形象的支撐點。

ASM電機對稀土資源依賴較大,但寶馬已通過與供應(yīng)鏈伙伴協(xié)同開發(fā)替代材料、提升回收效率等手段,試圖降低對資源安全的顧慮。

◎?當(dāng)前,第一條SSM產(chǎn)線已進(jìn)入量產(chǎn)準(zhǔn)備階段,預(yù)計將在2025年秋季正式投入大規(guī)模生產(chǎn);

◎?第二條ASM產(chǎn)線將在2026年秋季投入量產(chǎn),屆時斯太爾的兩條核心電驅(qū)動產(chǎn)線將全面投入運行,年產(chǎn)量合計可達(dá)60萬臺,構(gòu)成寶馬全球BEV驅(qū)動系統(tǒng)的核心供應(yīng)體系。

斯太爾在戰(zhàn)略定位上向電動驅(qū)動中心轉(zhuǎn)型,但整體生產(chǎn)布局依然保留了明顯的雙軌結(jié)構(gòu)。

當(dāng)前工廠內(nèi)共13條內(nèi)燃機產(chǎn)線,而電動驅(qū)動系統(tǒng)僅部署兩條電機產(chǎn)線,從面積到產(chǎn)能都遠(yuǎn)未觸及“全面電動化”的邊界。2023年,斯太爾仍生產(chǎn)了約120萬臺汽油與柴油發(fā)動機,而電動驅(qū)動器的規(guī)劃年產(chǎn)能為60萬臺,僅為傳統(tǒng)產(chǎn)能的一半。

在實際工廠部署上,電驅(qū)系統(tǒng)的產(chǎn)線集中在新建的8.5萬平方米廠房內(nèi),占比僅為整體生產(chǎn)面積的28%左右,且未對現(xiàn)有內(nèi)燃產(chǎn)線進(jìn)行明顯壓縮或拆除,寶馬依然為內(nèi)燃機保留了足夠冗余與恢復(fù)彈性。

從制造系統(tǒng)角度觀察,斯太爾的新產(chǎn)線高度模塊化,并實現(xiàn)了平臺化部署。無論是ESSM還是ASM電機,其生產(chǎn)模組均采用統(tǒng)一的底層控制單元、測試標(biāo)準(zhǔn)與總裝工藝。

大量自動化單元由本地開發(fā)商協(xié)作交付,包括線束自動插接、電機外殼封裝與氣密檢測等核心工藝,確保了產(chǎn)線切換時對零部件迭代的適配能力。

寶馬高管的表態(tài)也印證了這種策略思維——保持生產(chǎn)系統(tǒng)的“雙能適配”。

無論市場向內(nèi)燃或電動傾斜,斯太爾都能靈活切換生產(chǎn)節(jié)奏,降低了轉(zhuǎn)型風(fēng)險,也在當(dāng)前全球市場電動化節(jié)奏不均的背景下,為寶馬保留了較強的結(jié)構(gòu)應(yīng)對能力。

Part 2、寶馬的EE架構(gòu):四個“超級大腦”

寶馬的EE架構(gòu)演化路徑經(jīng)歷了從本地控制到分布式、中央網(wǎng)關(guān)、域架構(gòu)再到區(qū)域架構(gòu)的技術(shù)更迭。

現(xiàn)階段,寶馬的Neue Klasse采用中央高性能計算平臺+區(qū)域架構(gòu)的模式,即以4個“超級大腦”為核心節(jié)點,形成中央-區(qū)域-外設(shè)三層計算結(jié)構(gòu)。

該設(shè)計既保證計算資源的集中度,也兼顧了車輛功能分布的靈活性與實時性,體現(xiàn)出軟件定義汽車架構(gòu)中“計算集中、感知分布、執(zhí)行靠近”的典型特征。

四個“超級大腦”分別承擔(dān)車載娛樂、自動駕駛、動態(tài)控制與車輛基礎(chǔ)功能等任務(wù),形成功能上的并行協(xié)同與數(shù)據(jù)上的高效流通:

◎?車載娛樂系統(tǒng)運行全景iDrive,支撐多模態(tài)交互與信息圖形渲染,構(gòu)建沉浸式智能座艙體驗。其計算核心需承擔(dān)語音識別、圖像處理、HMI動畫編解碼、信息融合等工作,這對GPU渲染能力與系統(tǒng)總線帶寬提出較高要求。

◎?自動駕駛模塊是典型的多傳感器數(shù)據(jù)融合節(jié)點,處理包括攝像頭、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)等感知數(shù)據(jù)。核心算法包括目標(biāo)識別、路徑規(guī)劃、行為預(yù)測等,其軟硬件部署通?;?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/Linux/">Linux RT系統(tǒng),結(jié)合異構(gòu)算力平臺(CPU+GPU+DSP+NPU),對系統(tǒng)延遲、可靠性和冗余機制均有嚴(yán)格要求。

◎?動態(tài)控制單元需要在毫秒級響應(yīng)下控制車輛底盤、動力輸出、剎車系統(tǒng)等,通過閉環(huán)控制算法快速調(diào)整電機扭矩輸出、懸掛硬度等。特別是在BEV平臺上,該模塊還需與電池管理系統(tǒng)(BMS)高度協(xié)同,實現(xiàn)動力回收策略的優(yōu)化。

◎?車輛基礎(chǔ)功能計算平臺則集成了車身控制(Body Domain)、舒適性功能(如HVAC)、遠(yuǎn)程升級(FOTA)、車輛進(jìn)入控制等,涵蓋約100個功能點。系統(tǒng)需持續(xù)保持高可用性、低功耗運行狀態(tài),且支持熱插拔和OTA增量升級能力。

上述四模塊依托共享服務(wù)中間件(Shared Service Layer)實現(xiàn)相互間的數(shù)據(jù)協(xié)同與訪問權(quán)限隔離,中間件基于容器化設(shè)計并部署在操作系統(tǒng)與應(yīng)用間,可抽象通信協(xié)議、統(tǒng)一設(shè)備接口、控制訪問權(quán)限,從而保障架構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性與未來擴(kuò)展能力。

Neue Klasse通過分區(qū)模塊化管理邏輯功能,支持實時OTA升級功能。以一次全車升級為例,多個“超級大腦”通過區(qū)域控制器協(xié)調(diào),按功能組并發(fā)分區(qū)刷寫,不影響核心行車邏輯,最大限度地縮短升級時間。

寶馬正在推進(jìn)智能輔助駕駛技術(shù)的升級,逐步從L2+向L3級別過渡,寶馬長期與高通和法雷奧合作開發(fā)智能駕駛系統(tǒng),寶馬的智能駕駛功能在創(chuàng)新性上相對保守,整體風(fēng)格仍以安全、穩(wěn)定和可靠為核心原則。

在中國市場,寶馬已與Momenta展開合作,計劃推出面向城區(qū)場景的高階智能輔助駕駛功能,將基于高通單顆320TOPS(NPU)或雙顆共640TOPS算力的SA8797P(8797)平臺實現(xiàn),支持包括城區(qū)記憶領(lǐng)航在內(nèi)的多項先進(jìn)功能。

當(dāng)然這些是否能打動電車消費者,我們可以持續(xù)再看看。

小結(jié)

寶馬在斯太爾工廠的電驅(qū)動系統(tǒng)建設(shè)呈現(xiàn)出與其品牌調(diào)性一致的理性與克制,外部宣傳上強調(diào)“世紀(jì)項目”,實際推進(jìn)中卻以技術(shù)穩(wěn)健、結(jié)構(gòu)靈活為核心主線。選擇在關(guān)鍵節(jié)點下扎實搭建底層制造能力,并為多種市場技術(shù)路徑留足空間。

寶馬

寶馬

寶馬集團(tuán)是全世界成功的汽車和摩托車制造商之一,旗下?lián)碛蠦MW、MINI和Rolls-Royce三大品牌;同時提供汽車金融和高檔出行服務(wù)。作為一家全球性公司,寶馬集團(tuán)在14個國家擁有31家生產(chǎn)和組裝廠,銷售網(wǎng)絡(luò)遍及140多個國家和地區(qū)。

寶馬集團(tuán)是全世界成功的汽車和摩托車制造商之一,旗下?lián)碛蠦MW、MINI和Rolls-Royce三大品牌;同時提供汽車金融和高檔出行服務(wù)。作為一家全球性公司,寶馬集團(tuán)在14個國家擁有31家生產(chǎn)和組裝廠,銷售網(wǎng)絡(luò)遍及140多個國家和地區(qū)。收起

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筆者 朱玉龍,一名汽車行業(yè)的工程師,2008年入行,做的是讓人看不透的新能源汽車行業(yè)。我學(xué)的是測試和電路,從汽車電子硬件開始起步,現(xiàn)在在做子系統(tǒng)和產(chǎn)品方面的工作。汽車產(chǎn)業(yè)雖然已經(jīng)被人視為夕陽產(chǎn)業(yè),不過我相信未來衣食住行中的行,汽車仍是實現(xiàn)個人自由的不二工具,愿在汽車電子電氣的工程方面耕耘和努力,更愿與同行和感興趣的朋友分享見解。