【全球車子網(wǎng) 技藝頻道】對于蔚來將要公布最新75kWh電池包的信息，本來曾經(jīng)傳了好一陣子，筆者終歸在本年9月末來到蔚來上海實(shí)驗(yàn)室一探究竟。

　　最新75kWh電池包的精彩之處，在于運(yùn)用了三元鋰配方與磷酸鐵鋰配方混裝的形式，比較于老款70kWh電池包有續(xù)航與重復(fù)生命上的提高，每款車交換裝扮新75kWh電池包以后均能提高約35km概括續(xù)航路程，且這批電池包可在蔚來換電站獲得無償更換。

　　這篇文章無寫得很深?yuàn)W，大可放心閱讀，咱也沒歸入《電池探討院》欄目中。等相干常識積累更多以后，再另辟一片對于混合電池的文章發(fā)到專欄里，

　　從下表可知，裝載最新75kWh電池包以后，蔚來三個(gè)車系多款車型的NEDC續(xù)航值均增添大約35km。

　　由于換電形式的基層邏輯，蔚來可行輕松實(shí)現(xiàn)電池進(jìn)級，老使用者不會感覺本人又被割了韭菜。

　　磷酸鐵鋰的平安功能遠(yuǎn)超出三元鋰，熱失控的可能性大大下降，但由于兩種配方電池混用，電控難度增添了十分多。

　　磷酸鐵鋰自身的重復(fù)生命就比三元鋰長，而三元鋰重復(fù)生命短是由于電壓范疇用太盡了，經(jīng)常滿充會形成負(fù)極鋰枝晶生長速度過快。

　　以NCM三元鋰為例，通常鋰離子能源電池的標(biāo)稱電壓在3.7V左右，事業(yè)電壓范疇寬達(dá)3.0-4.2V，換成磷酸鐵鋰配方以后，標(biāo)稱電壓下降至3.2V，事業(yè)電壓范疇在3.0-3.3V之中，充電的終止電壓唯有3.6V左右。

　　假如把這套混合電池的電壓都標(biāo)成磷酸鐵鋰的3.6V，三元鋰就不要用盡電壓，鋰枝晶生長速度變緩。在蔚來這套電池上，三元鋰的電量只用了10%-90%這部分，上下共計(jì)10%沒用，可行應(yīng)用電壓斜率最優(yōu)段來較正全個(gè)鐵鋰的悉數(shù)區(qū)間。

　　磷酸鐵鋰配方可行降低稀有金屬的運(yùn)用，降低環(huán)境污染壓力。

　　這批可行增添續(xù)航的75kWh新電池會連續(xù)鋪到全中國各換電站，換電團(tuán)體可行無償?shù)玫�，新買車使用者也可行選該款新電池，跟老款是同價(jià)的。

　　為何電池里面分交換裝扮本錢更低的磷酸鐵鋰以后，無減價(jià)呢？盡管部分電芯價(jià)值下調(diào)，但電控難度增添了，加了好多料才能制出來一款混合電池。

　　75kWh電池包在9月23日14:00正規(guī)上線配置器，替換原70kWh電池包。同一時(shí)間，蔚來發(fā)表了最新電池包產(chǎn)物體制：

　　A、準(zhǔn)則續(xù)航電池包： 75kWh三元鐵鋰電池包

　　B、長續(xù)航電池包： 100kWh三元鋰電池包

　　C、固態(tài)電池包：150kWh固態(tài)電池包（未量產(chǎn)，裝上以后2018款ES8將超越730km，新ES8將超越850km，ES6和EC6將超越900km，ET7超越1000km。）

　　全無疑問，仍是寧德時(shí)期。

　　比較電池橫跨數(shù)百年的歷史，磷酸鐵鋰配方的歷史只能算“近期”產(chǎn)生的事。

　　咱們今日能用著刷著智能電話、聽著真沒有線耳機(jī)、吃著電動車送來的外賣宅家度日，還得感謝三位2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主——邁克爾·斯坦利·惠廷漢姆（Michael Stanley Whittingham）、約翰·班尼斯特·古迪納夫（John Bannister Goodenough）、吉野彰（Akira Yoshino）。

　　本年98歲高齡的“充足好男士”——約翰·班尼斯特·古迪納夫（John Bannister Goodenough），本來從54歲才最初研發(fā)電池。古迪納夫博士是鋰電池范疇第一大的功臣，三大鋰電池正極資料（鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰）皆是他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)找出去的。

　　德州大學(xué)的古迪納夫教授是公認(rèn)的最早應(yīng)用磷酸鐵鋰制作鋰離子正極資料的探討者，其團(tuán)隊(duì)在1997年報(bào)導(dǎo)了LiFePO_{4這類新款橄欖石構(gòu)造鑲嵌與脫出鋰的可逆性，并顯示新的磷酸鐵鋰配方物料更便宜且環(huán)境污染更少。}

　　此中要講明的是，LiFePO_{4是LiMPO4（含鋰磷酸鹽）的此中一個(gè)，此中M可行是Fe、Co、Mn、Ti，LFP則是的LiFePO4簡寫。}

　　當(dāng)前咱們正好運(yùn)用的磷酸鐵鋰配方電池，全稱磷酸鐵鋰鋰離子電池，隸屬鋰離子電池的一個(gè)。正極便是上文提到的LiFePO_{4，可視磷酸鐵鋰的最重要的反映機(jī)理是由正極打算的，是以命名由于正極資料。}

　　A、一款真實(shí)的“沒有鈷”鋰離子電池。

　　B、重復(fù)生命長。

　　C、熱失控幾率低，平安功能好。

　　D、本錢比三元鋰大約低19%。

　　E、無回想效應(yīng)，有探討團(tuán)隊(duì)以為有且差不多可疏忽）。

　　A、較差的導(dǎo)電性。

　　B、較輕的鋰離子分散系數(shù)。

　　C、電壓低。

　　D、SoC測量精確性太低。

　　E、快充極限差。

　　F、能量密度不如三元鋰。

　　G、低溫功能差。

　　咱們都曉得，當(dāng)前無一款完美的能源電池，三元鋰又貴又易燃，磷酸鐵鋰腿短且冬季不經(jīng)用，混合多個(gè)主流配方電池的方案本來早在好幾年前就有車企提議，此中不乏大眾團(tuán)體這類產(chǎn)業(yè)巨子，但終歸仍是由蔚來給定造出來了。

　　下方咱們會講到蔚來的幾個(gè)解決方案：

　　磷酸鐵鋰的要緊特征即是低溫功能不佳，十分的不佳，北方汽車主人叫苦不迭。

　　磷酸鐵鋰電池的事業(yè)溫度范疇為-20℃至75℃，有些磷酸鐵鋰電動車子一朝到達(dá)0℃之下的環(huán)境溫度就有發(fā)動難題的風(fēng)險(xiǎn)，若在-20℃的外部溫度下，磷酸鐵鋰電池的放電容量只差不多于25℃時(shí)的38%左右，咱就問你還敢不敢開暖氣……

　　由于低溫功能不佳，是以磷酸鐵鋰電池的熱治理體系變得尤為要緊，最高效能的形式是采納PTC電阻來給電池包加熱。盡管會耗費(fèi)必定的電量，但也好過由于低溫導(dǎo)致里面活性物質(zhì)電化學(xué)功能大幅下降帶來的續(xù)航銳減難題。

　　磷酸鐵鋰電池正極的導(dǎo)電性自身就不佳，在低溫環(huán)境下愈是簡單產(chǎn)生極化，電解液粘度增添并增添鋰離子的遷移阻抗，導(dǎo)致電池里面構(gòu)造的崩塌，電池?fù)p壞。

　　由于磷酸鐵鋰天生的低溫功能不佳難題，華夏甚而顯露了“北三元 南鐵鋰”的資產(chǎn)布置，自然另一種要緊的方面是南派比亞迪與北派松下LG的資產(chǎn)話語權(quán)之爭、

　　此前磷酸鐵鋰版本的特斯拉Model 3在北方就碰到了靜置后掉電慘重的難題，解決方案是特斯拉提議使用者一周充滿一次，幫助特斯拉磷酸鐵鋰電池BMS體系積累北方地域的使用者數(shù)據(jù)，更高的數(shù)據(jù)量可行帶來更精確的SOC監(jiān)測能力。等等，這玩意沒標(biāo)定達(dá)成就到市場了接下來等使用者數(shù)據(jù)OTA改善？

　　蔚來三元鐵鋰電池的解決方案呢？最重要的分為之下4個(gè)：

　　A、雙體制操控算法： 獨(dú)創(chuàng)的雙體制算法，依據(jù)三元和鐵鋰電池低溫特性發(fā)展模子化操控，通過多輪標(biāo)定，有用提高了低溫下電池體系的能量運(yùn)用效能，確保低溫功能�；旌吓浞诫姵匕�的構(gòu)造盡管被推出了，但算法是里面材料，其它車企想要復(fù)制蔚來的電池，仍是繞只是算法機(jī)密。

　　B、耦合電池產(chǎn)熱智能熱治理：依據(jù)電池低溫下內(nèi)阻升高的特性，開發(fā)電池的產(chǎn)熱模子，聯(lián)合全車的熱治理，動態(tài)調(diào)度電池操控指標(biāo)，達(dá)到能耗最小與駕馭體會的平衡，提高低溫功能。

　　C、全散熱路徑物理阻隔： 電池包整包全部散熱路徑發(fā)展熱量暢通剖析，依據(jù)大數(shù)據(jù)剖析得出極冷天氣下的熱量損耗來自，使用低導(dǎo)熱資料及創(chuàng)新的構(gòu)造設(shè)置，在全部路徑上的要害聯(lián)合點(diǎn)發(fā)展熱量阻隔設(shè)置，有用提高駐車時(shí)電池的溫度，幸免電池溫度低帶來的能量損耗。

　　D、輻射式主動熱補(bǔ)償： 在長時(shí)間極低溫環(huán)境下，主動打開輻射加熱體系，兼顧電池能耗和溫度勻稱性，確保電池迅速達(dá)到最優(yōu)事業(yè)溫度。12小時(shí)極冷環(huán)境下，電池最低溫度提高40%，溫度勻稱性提高60%。

　　由于以上的技藝補(bǔ)充，75kWh三元鐵鋰電池包獲得了全角度保溫，低溫續(xù)航損耗下降25%。

　　磷酸鐵鋰電池的電壓比其它鋰離子電池要低，況且事業(yè)電壓范疇相比窄，充放電曲線十分平緩，SOC監(jiān)測明確度很矮，電壓一直全在3.2V左右是以不容易監(jiān)測出此時(shí)究竟是多高的SoC。

　　蔚來此前嘗試過用一節(jié)三元鋰電池給全個(gè)磷酸鐵鋰電池包當(dāng)“尺子”用，串聯(lián)進(jìn)電池包里面當(dāng)SoC測量專員。

　　現(xiàn)在蔚來導(dǎo)入了更多的三元鋰電池，可行補(bǔ)足磷酸鐵鋰在能量密度上的短板。蔚來還開發(fā)這套雙體制SoC算法，應(yīng)用了三元鐵鋰雙體制優(yōu)勢去做SoC精確估算。

　　三元鋰和磷酸鐵鋰在不同區(qū)間精度不同，蔚來用三元鋰作為標(biāo)尺，實(shí)時(shí)校準(zhǔn)磷酸鐵鋰在平臺段的SoC；在高/低段還可行應(yīng)用磷酸鐵鋰的優(yōu)勢，校準(zhǔn)三元鋰的SoC。

　　同一時(shí)間，蔚來鑒于三元鋰和磷酸鐵鋰的特性，如自放電的不同，還開發(fā)了大功率電池包內(nèi)DCDC高低壓轉(zhuǎn)換體系，可行實(shí)現(xiàn)迅速、實(shí)時(shí)、均衡的SoC校準(zhǔn)。

　　均衡得沒有問題電池包，全包可行增添1kWh左右的能量，這是一種龐大的優(yōu)勢。

　　經(jīng)過雙體制電芯和配套算法，75kWh電池包解決了磷酸鐵鋰電池SoC估算誤差過大的難題，誤差從10%縮減至3%，沒了此前的SoC跳變難題。

　　SoC跳變，便是表顯另有10%的時(shí)刻，忽然就給你顯現(xiàn)“0%”或許“--”，非是不愿叮囑你，卻是真的測不出去。

　　磷酸鐵鋰的能量密度短板是天生的，沒法子根治，只能依托外部力量去解決。

　　一種形式是混合三元鋰電池去均衡能量密度，但由于電壓平臺要調(diào)到一同去，是以三元鋰的能量是沒用盡的，前文咱們也講到過這種事。

　　另一種形式是運(yùn)用CTP技藝（Cell to Pack）去提高整包能量密度。在單體能量密度沒有辦法取得革命性突破的前提下，必需對模組構(gòu)造發(fā)展改良，干脆省去了模組和一大堆操控模塊，把大塊的電芯（單體Cell）干脆安裝到電池包（整包Pack）中間。

　　蔚來CTP構(gòu)造可行讓電池包空間應(yīng)用率提高5%，同體制能量密度提高14%，生產(chǎn)組裝簡單化10%。

　　早期蔚來也有運(yùn)用磷酸鐵鋰的計(jì)劃，以前研發(fā)過68kWh磷酸鐵鋰電池包。但磷酸鐵鋰相較于三元鋰在低溫功能和SoC估算方面存留著使用者運(yùn)用體會方面的差距。是以蔚來無量產(chǎn)此電池包的計(jì)劃，卻是著手探討新的解決方案。歷時(shí)1年多的研發(fā)，誕生了該款三元鐵鋰電池包，咱們還沒拿到實(shí)車不好評價(jià)，但混合配方電池的確開拓了一種最新的范疇——內(nèi)燃機(jī)與電動機(jī)可行相互揚(yáng)長避短造成Hybrid組合，為什么電池與電池之中不行Hybrid一下呢？

　　在新的混裝型電池包中，三元鋰電池具有更高的能量密度、更高的功率密度、更沒有問題低溫續(xù)航體現(xiàn)、更精確的SoC估算能力，而磷酸鐵鋰電池具有超高的重復(fù)生命、更強(qiáng)的熱穩(wěn)固性、更低的制造本錢、更環(huán)境保護(hù)的原料，兩者互補(bǔ)。

　　同事@官煜 老師補(bǔ)充了少許看法，筆者以為十分有建樹，于是摘錄給大伙理解：

　　1、發(fā)表會以后，蔚來APP內(nèi)部有好多汽車主人反對替換掉本人的70度三元鋰電池，感覺這是蔚來在縮減本錢的考量下強(qiáng)行替汽車主人做打算。

　　2、蔚來公布的電池包是75kWh，本來也是有考慮的：一來不行很大，否則100度電池包的使用者有意見了，由于無償?shù)木谷桓�咱付費(fèi)買的相當(dāng)；可是又不行太小，否則磷酸鐵鋰的特性會讓用車體會比較此前下調(diào)。權(quán)衡以后就定這種75，能比本來的多一絲點(diǎn)續(xù)航，關(guān)于使用者來說是好事，又不會作用本錢，還不會作用大電池使用者的體會。

　　3、不作用賣車的殘值，由于70和75都映入了暢通體制，可行隨便更換。

　　4、動機(jī)是甚么？按此前的意料，未來換電站很大可能性唯有100度和150度的電池包，準(zhǔn)則續(xù)航經(jīng)過軟件鎖電形式節(jié)制。這樣一來降低換電站的電池種類；二來軟件鎖電也可行讓電量進(jìn)級更靈活，即便按天租借都可行；第三便是100度電池包鎖電在70度的話，差不多于只用了70%的電量，這種范疇內(nèi)根本上是峰值功率超等快充，不用涓流了。

　　由于稿期緊迫，這篇4000字文章寫得有點(diǎn)“簡短”，以后咱會在《電池探討院》專欄內(nèi)部開一篇更深度的內(nèi)容發(fā)給大伙看。

　　這幾年寫了好些萬字長文，但咱一直不以為“深度”便是“字?jǐn)?shù)多”，有些短文也能寫出很深度、很有見地的內(nèi)容，而長篇城市言情小說跟裹腳布一樣長卻不見得有全部深度。

　　技藝方面的長文，是作者用以挑選讀者團(tuán)體的，此刻好多人不具有或許曾經(jīng)丟失了深度內(nèi)容閱讀能力，還嫌別人寫得太深太長，這純粹是返祖。

（圖/文/攝：全球車子網(wǎng) 黃恒樂）

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