宝马i3电池系统
宝马的纯电动车i3的锂离子电池除了上市伊始就推出的21.8kW版以外，年还新增33.3kWh版，目前共有2种版本。这样一来，欧洲版的续航里程从原先的km扩大至km，增加约一半。两种版本的电池盒尺寸相同，都位于车厢下方。供应商是三星SDI。
宝马i3的特征性骨架结构驱动模块配套的电池单元
车厢下方配套电池的驱动模块 资料：宝马
俯瞰角度的电池盒(中央)
宝马i3的锂离子电池位于称为驱动模块的动力总成和悬架单元配套的铝骨架结构的中央。车辆中央部与连接该骨架上方的CFRP车厢都具有极高的刚度，在发生碰撞时，通过车辆前后外悬的吸收碰撞结构，将变形控制在最小范围。电池盒的下方与前后整流版相连接，使地板下面成为一个平面，从而降低了空气阻力、提高了高速行驶时的稳定性。
一个电池单元内串联8个电池模块
电池模块
电池单元内串联8个电池模块
打开铝外壳，电池单元内包含8个独立的电池模块。电池模块与相邻模块的电源端串联在一起。各模块都配套控制板。除了电源连接线束以外，还另有用于通信的线束连接至控制板，监视各模块的电池性能。电池盒接近车辆后方的位置安装了电池控制电路单元。
电池模块由12节电池构成
掀开电池模块的上盖罩后的状态
电池模块内排列这2列电池，每列6节电池
取下电池模块的上盖罩(树脂制)后，排列着12节电池。每节电池与相邻的电池用金属端口串联。电池模块的最后一节电池的端口与下一节电池模块通过高压线束连接。为了监视各节电池的状态，还接有连接至电流传感器的细线束。电池壳体为铝材料，考虑到轻量化和冷却性。电池内部结构为正极和负极之间有隔层，为细长轻薄带状金属折叠缠绕的结构。
电池
电池壳体
电池内部
电池壳体考虑到重量和冷却性，采取铝材料。电池内部结构是将细长轻薄的电极箔反复折叠成多层的棱柱式结构。
铝电池壳体的底部配套电池冷却/预热系统
电池壳体
电池壳体的上盖板
电池壳体及上盖板考虑到重量和冷却性，采用铝材料。壳体由冲压成型的板材焊接组装而成。
电池冷却/预热系统
电池壳体内侧底部配套冷却/预热系统。流通用于冷却的空调制冷剂的配管、以及用于预热的电热加热器分别位于上方和下方。
宝马i3铝制底盘骨架：驱动模块的特征
宝马的纯电动车i3的底盘骨架结构上安装动力单元、电池、底盘组件，称之为驱动模块。与行驶性能相关的系统和组件全都安装在该驱动模块上，是提供支撑作用的基础，在上方安装采用CFRP材料、被称为驾乘座舱模块的车厢部分。搭载电机、变速箱、逆变器等动力控制单元、以及后悬架的车辆后端采用铝压铸材料。车辆前端作为支撑前悬架、吸收来自前方撞击力的结构，结合采用铝挤出成型材料、铝压铸材料以及铝板材，并进行焊接。此外，还进一步采用铝管材加强筋，形成牢固的骨架结构。在连接前端和后端的车厢下方，即车辆中央部分的铝骨架上安放电池。
宝马i3的驱动模块与驾乘座舱模块
驱动模块的基本结构
驱动模块：铝制底盘骨架
车辆后端的后悬架连接部位与车辆前端的前滑柱罩分别采用铝压铸材料，由梯子形状的铝制横梁将其连接起来，形成铝制底盘骨架。总共约有个铝制构成件，通过焊接连接在一起，焊接线的长度长达19米以上。前后端的铝压铸件都在宝马的兰茨胡特工厂通过模具铸造而成。通过采用铝压铸材料，相比钢板材料，能减少零部件个数，提高尺寸精确度。该铝制底盘骨架为黑色，采取的是电泳附着涂装法。
驱动模块：铝制底盘骨架
安装动力单元与后悬架的后端结构
驱动模块车辆后端
驱动模块的车辆后端采取的结构是由2个巨大的铝压铸骨架从两侧支撑动力单元。此外，该骨架上安装了后悬架的各个连杆。
驱动模块电机安装部位资料：宝马
在后排座后方的行李厢下方，电机和变速箱一体化的动力单元通过橡胶减振座绝缘体，安装在铝制骨架上。如果是带增程器的车型，则发电专用发动机与电机和变速箱一起，作为动力单元形成一体，通过橡胶减振座绝缘体安装在骨架上。
驱动模块 后悬架安装部位
多连杆后悬架
多连杆后悬架
后减振器
后滑柱上减振盖
后悬架的减振器与弹簧的上减振盖采用铝压铸材料。减振盖绝缘体的结构是将圆筒形橡胶衬套压入上减振盖内。
5根悬架连杆(钢材)
后方多连杆悬架的5个连杆全部采用钢材。未采用铝锻造材料的原因是连杆长度较短，轻量化效果不明显、以及考虑到连杆衬套变形时连杆的挠曲量。
驱动模块车辆后端资料：宝马
车辆后端加强筋
动力单元安装部位的后面，焊接铝挤出成型材料与铝板材的支撑板安装在两侧铝压铸材料的骨架上。动力单元安装部位的下面也安装了相同的下盖罩，这样一来，大幅提高了车身后端的刚性。
车辆后端下盖罩
动力单元下面的下盖罩采取铝板夹着隔离垫片铆接在钢骨架上的结构。
前悬架、转向器的安装部分、以及吸收碰撞的前端结构
前端模块车辆前端
在车辆前端，前悬架和转向器安装在铝骨架上。基本骨架采用铝挤出成型材料，与铝压铸滑柱罩通过焊接相连接。
驾乘座舱模块与驱动模块的连接支架
滑柱罩的上方通过螺钉与连接在CFRP驾乘座舱模块的前立柱部上的前悬置支架(铝压铸材料)相连接。粘合剂方面，采用结构粘合剂，如右下图所示的粘合面，当粘合部位从整车上剥离下来时，剥离的不是粘合剂，而是CFRP的表面，附着在支架上。右上图为安装在驾乘座舱模块上的状态，该状态下紧压着悬置支架，露出充分涂布的粘合剂。
车辆前端的碰撞吸收结构
车辆前端的碰撞吸收结构资料:宝马
发生前方碰撞时，驱动模块的铝制骨架的结构能吸收碰撞。直接连接前保险杠的前纵梁的横截面积最大，能承受的冲击力也最大。前纵梁上方是前格栅支撑加固件，下方是连接保险杠下端与悬架横梁的加固件，形成上下三层骨架结构。三层骨架结构吸收前方撞击力的同时，还能使能量传导至地板下的骨架，使车厢骨架—CFRP驾乘座舱模块的变形控制在最小程度。
驱动模块资料:宝马
前格栅支撑加固件
前保险杠加固件
前保险杠加固件采用铝挤出成型材料，位于后方的相同高度的前纵梁也与铝挤出成型材料的纵梁伸出部分相连接。其上一层采用前格栅支撑加固件，后方则通过与纵梁平行的挤出成型材料横梁连接至滑柱罩。
车辆前端加固件
左右前纵梁(铝挤出成型材料)的内侧采用呈X形的铝管材加固件，提高驱动模块前端的刚性。这是为了在发生碰撞时控制变形，但同时也用来保证提高操作稳定性所需的刚性。通过提高这部分的刚性，能提高转向操作的响应能力。
前悬架横梁
悬架横梁的基本骨架为铝挤出成型材料，各零部件通过焊接相连接。与上层的前纵梁平行，发生碰撞时能吸收撞击力。
滑柱式前悬架
前滑柱
前转向节
前悬架为滑柱式。转向节采用铝压铸材料，从滑柱安装处向下，连接至转向横拉杆安装处，拥有足够厚度，采取了能提高外倾刚度的形状。
横连杆
前滑柱上减振盖
横连杆采用铝材时一般为锻造，但宝马i3采用的却是铝压铸件。滑柱上减振盖与后端采用的结构基本相同，通过弹簧钢板承受弹簧的负载，通过中央圆筒形橡胶衬套(右图中央部分的反面)承受减振器的负载。
宝马i3CFRP驾乘座舱模块车身结构
宝马的纯电动车i3车厢部分的车身结构采取的是CFRP承载式车身结构。相对于用于F1等赛车的高压罐成型，RTM成型工艺大幅缩短了CFRP成型工序。RTM成型的承载式车身曾用于高级跑车和限量版车型，宝马i3是首款采用该车身的量产车。本报告将介绍宝马i3的CFRP驾乘座舱模块的结构及特征。
宝马i3的特征性骨架结构
宝马i3的驾乘座舱模块与驱动模块资料：宝马
驾乘座舱模块的CFRP车身骨架资料：宝马
宝马i3的车身结构由2个特征性的结构体构成。一个是乘员乘坐的车厢部分的骨架—CFRP驾乘座舱模块，另一个是搭载动力总成、电池、悬架等零部件的铝骨架结构的驱动模块。在驱动模块之上连接驾乘座舱模块，形成整体结构。
之所以采用CFRP车身骨架，是为了提高车身刚性和乘员保护性能，确保高强度刚性的同时，还实现比钢结构减轻50%、比铝结构减轻30%。发生碰撞时，车辆前后部分的驱动模块会吸收碰撞，车辆中央部分的CFRP车厢能使变形控制在最小范围。CFRP驾乘座舱模块由约个CFRP零部件构成，与钢结构相比，零部件个数减少至约1/3。
RTM(ResinTransferMolding)成型工艺的简介
RTM成型工序
资料：GSI科立思
HP-RTM成型工序
资料：KraussMaffei
RTM(ResinTransferMolding)成型是指将预成型的CFRP碳纤维材料注入模具中，高压注塑，在模具内使其热硬化。不需要像用于赛车等的CFRP那样需要花若干个小时利用压力罐使之热硬化，只需几分钟至十分钟，所以能应用于量产车。作为普通RTM成型工艺的延伸，HP-RTM(HighPressureRTM)将预成型树脂注入模具后，使模具内形成真空，利用高压注塑成型，i3有13个零部件采用这一成型工艺。
通过粘合剂接合CFRP面板，形成承载式车身
车身侧面板
资料：宝马
从承载式车身上拆卸下来的侧面板
成型后的CFRP零部件利用最新的接合技术，在%自动化的生产线上接合，形成承载式车身。该工艺为了实现精准的粘合剂厚度，准确测量零部件之间的间隙并进行管理。粘合剂只有1种，具备强度和弹性。如左上图，若干个CFRP零部件接合后形成的车身侧面板与构成车辆内侧的前围板、车顶纵梁等进行粘合。右上图是为了进行车辆拆解调研，将车身侧面板从承载式车身的接合面上拆卸后的状态。
在需要的部位利用铝面板加固，同时利用粘合和螺栓进行固定
前围板(车厢内侧)
前围板上部(车厢内侧)
前围板是一块巨大的CFRP面板，下方与地板面板粘合。前围板上端与上前围板以及铝加固件相结合进行加固。前围板的转向结构件和转向柱的连接处采用铝加固面板。铝面板与CFRP的连接同时采用粘合剂以及双头螺栓。此外，用于固定转向结构件和内饰件的双头螺栓及嵌入螺母固定在CFRP面板和铝加固面板上。
连接地板面板与前排座椅的铝加固面板
侧梁后端与B柱的接合处
地板面板在连接前排座椅的部分以连接左右侧梁的形式，采取铝加固面板。在地板面板下方也采用铝面板，形成CFRP的地板夹在两面铝加固面板中间的三明治结构。前排座椅的连接处在发生碰撞时需要能应对安全带承受的巨大拉力，此外，发生侧面碰撞时，为了将车厢部分的变形控制在最小范围内，需要进行加固。
右上图是侧梁后端与B柱下端的连接处。多个CFRP零部件重叠粘合，接合面只能看到一点点粘合材料。
车顶纵梁与车顶横梁(拆下车顶面板后的状态)
车顶、车顶横梁与车顶纵梁(从车辆下方俯视)
车顶纵梁和车顶横梁与一般的钢面板结构形状基本相同，仅仅是材料换成CFRP。中央车顶横梁与车顶侧面纵梁的接合除了粘合剂以外，还同时采用螺栓。
外饰件安装于CFRP骨架的外侧
驾乘座舱模块的车身侧面
后排内侧板
左图的后排外侧板和安装在侧梁上的金属螺母、以及夹具固定五金件，用于固定连接于外侧的后翼子板以及侧梁罩等外饰件。右图的后排内侧板同样采用固定内饰件的金属螺母等。
驾乘座舱模块与驱动模块通过铝压铸件接合，同时采用粘合剂和螺栓
前围板(从车辆前方观察)
前围板部分与驱动模块(底盘骨架)连接后的状态
CFRP驾乘座舱模块与驱动模块(铝底盘骨架)同时使用螺栓和粘合剂连接。左上图是只有驾乘座舱模块的状态，右上图是连接驱动模块后的状态。铝压铸三角形加固件与前围板侧板大面积粘合，形成的结构能很好地承受支撑驾乘座舱模块悬架弹簧上部的受力。