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“混搭模式”成为动力电池系统新风向

2023-01-05 来源:中国能源报 浏览数:1

,蔚来汽车(以下简称“蔚来”)宣布正式推出三元铁锂标准续航电池包,该电池包采用三元锂配方与磷酸铁锂配方混装的方式,相比于老款70千瓦时电池包,不仅增加了容量,还提升了循环寿命。有业内人士认为,蔚来这一举措打破了三元锂电池与磷酸铁锂电池之间的界限,是有益尝试。

竞争压力催生新模式

中科院院士欧阳明高曾在9月公开表示:“三元锂电池与磷酸铁锂电池混合,将成为动力电池系统的新方向。”蔚来车是首个将这一系统商业化的车企。据蔚来官方介绍,该公司将磷酸铁锂电芯和三元锂电芯组成的组合型电池模组,用串联连接的方式集成在一个电池包内,从而构成了“混搭式”电池系统。

其实,动力电池“混搭”的趋势早有体现。今年7月,宁德时代发布了钠离子电池,在系统创新方面,同样开发了AB电池系统解决方案,即把钠离子电池与锂离子电池两种电池按一定比例进行混搭,集成到同一个电池系统里,通过精准算法进行不同电池体系的均衡控制。

那么,动力电池“混搭”趋势出现的原因是什么? 新能源与智能网联汽车独立研究者曹广平认为,当前动力电池原材料价格上涨,新能源汽车整车补贴逐渐退坡,竞争压力催生新技术乃至产品变化的新方向。

“现在三元锂电池原材料里的钴和镍都是进口的,近期涨价较为厉害,尤其钴元素的地球储量有限,按照现在新能源汽车的发展速度,2025年地球上的钴元素将供不应求。而动力电池‘混搭’模式能把一部分容量用不含钴的磷酸铁锂代替,减少钴元素需求。”北方工业大学汽车创新中心研究员张翔指出。

行业发展过渡措施

“由于目前电池的技术路线各有优劣,单打独斗都很难完全达到用户对车辆性能的需求。”曹广平认为,当前锂离子电池的各条技术路线已接近于理论上的储能密度天花板,电池“混搭模式”是最后合力顶起“行业发展天花板”的过渡措施。

根据蔚来官方消息,与主流三元锂电池和磷酸铁锂电池相比,三元铁锂标准续航电池包低温续航损失降低25%,实现整包低温性能提升;同时相比原三元锂70千瓦时电池包,三元铁锂标准续航电池包做到了同体系能量密度提升14%,也使得ES6、ES8等各款汽车的续航里程相应的增加了30-35公里,缺点是重量有所增加。

安全性方面,三元铁锂电池继承了磷酸铁锂电池的优势,确保在热失控后不会引发连锁反应至起火爆炸。

事实上,无论是蔚来的三元铁锂电池包,还是宁德时代的钠锂电池包,这类AB混合电池包都能够降低成本、弥补能量密度短板,兼顾发挥两种电池材料的综合优势性能。

同时,张翔也提出,“混搭”会增加系统复杂度,导致开发成本的增加。“以前没有出现过动力电池‘混搭’,原因在于汽车的设计要简单化不是复杂化,三元锂电池和磷酸铁锂电池的特性以及材料都不同,导致单体电池的电压、放电电流以及充放电的特性都不同。现在把这两种电池放在一起混搭,其控制系统会非常复杂,电池体积也会增大,总体来讲这种做法目前还有待商榷。”

适用于利润空间较高车型

业内有分析认为,蔚来、宁德时代目前只是率先发布了创新思路和技术,未来AB混搭的电池方案也会继续跟随迭代升级。

“目前,‘混搭’的电池在成本、安全、一致性、电池管理、电池热管理、标定、寿命等方面的工作,电池企业乃至车企都在做,完全试验装车成功乃至量产还需要一个过程。理论上说,两类电池性能上互补后总体性能越优,成本都较低,才是占优的路线,实践中也必须追求这一点。”曹广平表示。

曹广平还指出,当前判断电池混搭路线是否可行的关键,是电池“混搭”后的综合性价比。“电池混搭时,会产生为两类电池的组织开发、生产工艺、质量控制等付出的两类运营成本。在电池内部的设计上,也会有两类电池的设计和兼容乃至融合的软硬件开发成本,这些成本上的提高换来的综合性价比更高才有意义。”

同时,张翔提醒:“因为蔚来的车型售价较贵,利润空间较高,因此做这种复杂的‘混搭’系统具备可行性。但如果是在一些10—20万左右的车型上就不合适了,增加其系统成本,竞争力就会下降。另外,‘混搭’系统在电池容量较大的情况下才能拥有优势。”

 

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