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三元锂+磷酸铁锂,电池混装方案会是电动汽车的最优解吗?

2023-01-05 来源:智电汽车 浏览数:1

文|二哥头

根据乘联会的数据显示,今年1-8月,我国新能源汽车的渗透率达到了12.8%,已经来到即将大规模爆发的节点。

但值得注意的是,虽然新能源汽车的销量不断拔高,消费者对其的接受度也在不断上升,但就实际情况而言,当下的新能源汽车还是存在一些问题。

而最典型的两个问题就是续航与安全。

这两个问题可谓是交替出现在新能源汽车的发展历史中,最早的时候新能源汽车受限于续航,因此不被大多数消费者所接受;而后的新能源汽车又因为过度追求续航,屡次发生的事故又让消费者对新能源汽车的安全性产生质疑。

当然,续航与安全问题的本质,其实还是动力电池的问题。

众所周知的是,新能源汽车目前普遍采用两种动力电池,一个三元锂电池,一个是磷酸铁锂电池。

前者拥有能量密度高、受低温影响小、SOC电量预测精准等特点;而后者则具备化学性质更加稳定、充电循环次数更多、成本更低等特点。

不同性质决定了两种电池都有各自的优势与劣势,这也是两者始终占据动力电池行业主流地位的原因。

那有没有一种办法,让其既拥有磷酸铁锂电池的特性,同时还能兼顾三元锂电池的优势呢?

蔚来给出的答案是:联姻。

很好理解,简单来讲就是蔚来此次推出的混装动力电池中,既含有三元锂,也含有磷酸铁锂。

但是,这种混装并非是单纯的50%平均分配,蔚来所推出的这个75kWh三元铁锂电池包还是以磷酸铁锂电池为主,三元锂电池为辅。

看到这,你可能有了第一个问题:既然是以磷酸铁锂电池为主,为什么这个电池包的容量还较以前的三元锂电池增加了呢?不是磷酸铁磷电池能量密度更低吗?(电池包体积未变)

这主要是得益于蔚来的这个混装电池采用了宁德时代最新的CTP-S技术,弱化了模组概念,进一步提升了体积利用率,75kWh的混装电池能力密度达到了142Wh/kg,续航相较此前的70kWh电池提升了30-35KM的续航。

第二个问题,磷酸铁锂电池不耐低温这个问题是怎么解决的?

通过 BMS 算法和用户大数据分析,团队又发现电池包的最外层和中间层温度并不一样,最外层的电压在低温状态下会很快下降。

既然如此,那就在电池包的是个角上选择更耐低温的三元锂电池来面对这种场景,同时蔚来电池研发团队还对电池包的四边贴上加热垫,并对整个电池施加主动式热补偿

这就使得磷酸铁锂电池始终能处于一个比较好的工作温度之内,受低温影响而掉电快的情景将得到很大的缓解。数据显示,该电池包相比磷酸铁锂电池包低温续航损失降低25%

那第三个问题,磷酸铁锂SOC测不准的问题又是怎样解决的呢?

首先我们得知道,常见的测量电池剩于电量的方法是什么,一般而言,电池在满电时具有电压高、亏电时电压低这个特性,通过对电池包电压的测量,在通过算法解逆,就可以得到剩于的电量。

但磷酸铁锂不一样,它在在充放电的中间阶段电压会有一个“平台期”,对电量的敏感度不高,所以就会出现这个情况:前面一直放电,但电池电压的变化很小,给人以一种电量还很充足的错觉,而一旦超过某个临界值,电压又会出现断崖式的下降。这就对剩于SOC预测带来了很大的麻烦。

蔚来给出的解决方案是采用充放电电压变化更加线性的三元锂电作为电池包SOC的标尺,来估算电池包的剩余电量,同时还应用电池包内置DCDC的策略,让整车在不工作时,DCDC依然可以和电池包一起工作,时时计算电池包的电量。

一言蔽之,蔚来的这款混装电池结合了三元锂电池和磷酸铁锂电池各自的优点,即具有磷酸铁锂的高安全性,也具有三元锂电池不惧低温等特点。

目前蔚来给出的方案是75kWh的三元铁锂电池和70kWh的三元锂电池不作区分,也就是说你可能买到的是75kWh的混装电池,也可能是70kWh的三元锂电池,至于上车之后的实际效果如何,我们拭目以待。

 

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