随着电动汽车市场日益成熟,各大车企都在加紧布局下一代动力电池技术。在这一背景下,宝马集团(BMW Group)与美国固态电池开发公司Solid Power的合作正在迈入实质性阶段。近日,宝马官方宣布,其与Solid Power联合开发的全固态电池(All-Solid-State Battery,ASSB)样品已被正式集成至一辆宝马i7电动车测试车,并投入道路测试。这不仅是双方自2016年合作以来的重要里程碑,也预示着全固态电池距离量产应用又近一步。

合作历程:从基础研发到实车测试
宝马与Solid Power的合作始于2016年,最初集中于基础技术研究与前期验证。到2021年,双方签署了一项关键性的技术转移协议,标志着合作正式迈入实用化阶段。根据协议内容,Solid Power向宝马提供其核心电池设计和制造工艺,并授予宝马在德国建设原型产线的权利。
2023年底,Solid Power向宝马交付了首批A样品(A-samples),开启了正式的汽车级认证流程。此次宝马i7测试车的发布,意味着这批样品已经通过初步验证,并具备了上车实测的条件。
电池特点:高能量密度、结构创新与兼容性强
根据Solid Power公开的技术路线,其全固态电池使用硫化物基固态电解质,配合传统的NCM正极材料,在正极生产线上无需进行大幅改造,从而保证与现有制造工艺的高兼容性。
目前公布的两种电池规格如下:
- 硅负极 + NCM811正极 + 硫化物电解质:能量密度约为 390 Wh/kg;
- 金属锂负极 + NCM811正极 + 硫化物电解质:能量密度可达 440 Wh/kg。
与目前主流三元锂电池相比,全固态电池不仅能量密度更高,还具备更强的安全性(如更低的起火风险)和更好的温度稳定性。
此次宝马测试车辆中集成的电池包采用了Gen5结构模块,即宝马当前电动车上广泛使用的棱柱形电芯+模块式封装架构。在此基础上,宝马对模块结构进行了针对性创新,以适配全固态电芯的特性,如热管理系统、压力控制与体积膨胀管理。
实车测试关注重点:温度管理与结构适配
宝马表示,当前测试项目的重点在于研究全固态电池在真实路况下的表现,尤其聚焦以下几个技术方向:
- 电芯膨胀管理:由于固态电解质与传统液态电解质在电化学过程中膨胀行为不同,如何在保持结构稳定的前提下管理膨胀,是全固态电池面临的关键挑战;
- 压力控制机制:部分固态电解质材料需要在特定的压力下工作,宝马与Solid Power正尝试探索一套适合乘用车环境的动态压力调节机制;
- 温度边界条件调整:固态电池的充放电性能依赖于更窄的温度窗口,因此热管理系统需要重新设计,以保证其在高寒或高温环境下的稳定性与效率。
宝马i7作为测试载体,并非一辆全新原型车,而是于2022年发布的高端旗舰电动车,具备成熟的电子电气架构及动力系统,为电池性能测试提供了良好的实验平台。
宝马:技术中立,持续扩展电池技术图谱
宝马集团电池与电芯模块副总裁Martin Schuster在发布会上指出:“宝马i7 ASSB测试车是我们技术开放战略的最佳例证。我们将持续推进电池技术的多元化发展,并与Solid Power等优秀合作伙伴共同提升核心竞争力。”
这一表态也体现了宝马一贯的技术路线——不押注单一技术,而是构建多元电池解决方案组合。除了与Solid Power合作开发全固态电池,宝马也在积极推进其第六代圆柱电芯(Gen6)计划,适用于未来“Neue Klasse”新平台车型。
Solid Power:技术转让与量产准备双线并进
Solid Power作为科罗拉多大学的技术孵化企业,成立于2011年。2022年,该公司完成了自有**中试生产线(pilot line)**的建设,可年产约1.5万颗固态电芯,并已开始向宝马、福特、SK On等合作伙伴供样。
其商业模式不仅限于自有电芯生产,更在于向车企授权其硫化物固态电解质和制造技术。这种双重路线有助于快速扩大应用规模,同时降低大规模量产的资本开支。
目前,宝马正利用Solid Power授权的技术,在其位于德国帕尔斯多夫(Parsdorf)的**电芯制造技术中心(Cell Manufacturing Competence Centre)**建设试验生产线,为未来量产做准备。
未来展望:从试验验证走向产业化仍需时间
尽管宝马与Solid Power的合作取得阶段性成果,但双方也明确指出,距离商业化量产还有多项技术关卡需要攻克。例如:
- 固态电池的长周期稳定性与安全性验证;
- 大规模制造中的材料一致性与良率控制;
- 电池系统整体的成本控制与封装工程成熟度。
但可以确定的是,随着宝马i7测试车的实车测试启动,全固态电池已从实验室走向现实道路。这无疑是电动汽车技术发展史上的重要一页。
结语:
宝马与Solid Power的合作成果,不仅展示了全固态电池的技术成熟度,也反映出车企在新一代电池路线上的投资信心。从材料体系到系统封装,从小规模样品到实际路测,宝马的每一步都在稳步推进电池技术革新。
未来,随着测试数据的积累与工艺优化的推进,全固态电池有望成为高端电动汽车领域的核心动力来源,助力实现更长续航、更高安全与更快充电的绿色出行目标。


