牛车网 精华 【权记见闻】开辟融合创新,蔚来汽车发布行业首块三元铁锂电池

【权记见闻】开辟融合创新,蔚来汽车发布行业首块三元铁锂电池

不是李创权 发表于 牛车网 2021.09.24 12:50

融合三元锂、磷酸铁锂特性,蔚来汽车开发出行业首块加量不加价的三元铁锂电池包!

9月23日,蔚来汽车在上海安亭测试场,举行了行业首块三元铁锂电池包(75kWh)技术沟通会,搭载标准续航电池包(75kWh)的车型当天14:00时上线接受预定,将于今年11月开始向用户交付。

事实上,在大部分消费者认知中,电动汽车市场主要电池种类分为三元锂电池和磷酸铁锂电池,两个在能量密度、低温性能、电池成本上各有优劣,而此次亮相的三元铁锂电池还是个新面孔,下文编辑将从三元铁锂电池包的来源、三元锂电池包的技术特性,两个方面为大家做解答。

1.三元铁锂电池包来源?

蔚来电池系统副总裁曾士哲在沟通会透漏,随着磷酸铁锂市场应用扩大,一年前发布100kWh三元锂电池包时,蔚来电池团队就完成了68kWh磷酸铁锂电池包研发工作,但磷酸铁锂相较于三元锂在低温性能和SoC估算方面存在着一定差距,团队上报后,李斌否定了该方案,原因是‘蔚来是一家服务用户的车企,推出该电池无法给用户交代’,为此,蔚来汽车电池研发团队寻找新的方向,历时1年多的研发,诞生了三元铁锂电池包(三元锂电芯+磷酸铁锂电芯组成的电池包),这使得蔚来成为行业首家将三元铁锂技术量产的车企。

2.三元铁锂电池包的技术特性

顾名思义,这是一块由三元锂电芯和磷酸铁锂电芯组合而成的电池包,其中三元锂占比约15%,磷酸铁锂占比约85%,供应商均是宁德时代。

从电芯配比可以看出,该电池是以磷酸铁锂为主,只搭配了少有几块三元锂电芯,以优化磷酸铁锂的低温特性(压降导致的续航打折)和SoC估算不准两大特性。

首先是解决低温特性,从电芯布局可见,三元铁锂主要分布电池包的四周角落,紧紧的包裹着磷酸铁锂电芯,那为什么要填充在四个角落呢?蔚来汽车电池系统副总裁曾士哲理给出的解释十分简单:保温。”

曾士哲认为,阻断电池包散热源头才是保温的最有效方式,所以在考虑底盘流场和低温特性之后,就把耐低温性更好的三元锂放在了热流失最严重的四边角落,有助于保温。

除此之外,曾士哲还认为,传统紧贴电芯加热的方式存在诸多弊端,最明显的就是加热不均匀,最终导致部分电芯过热出现衰减,边缘电芯热流失严重,为此蔚来在电池包开发时,在热流失严重的地方设计了全新了保温材料,在电池包内壁贴上了加热阻热流失层。

优化布局和加热结构之后,曾士哲表示:“全新三元铁锂电池包保温均匀性提升了60%,电池最低温度提升了40%,低温续航损失降低25%,有效的解决了磷酸铁锂的低温衰减问题。”

其次是提升磷酸铁锂的SoC计算精度,最早的电动车用户能发现,很多车型仪表上在最后30公里就不显示剩余里程了,这是因为磷酸铁锂电池SoC估算不准导致的,车企认为,既然算不准还有多少续航,为了避免误导消费者,还不如直接不显示。

在蔚来全新的三元铁锂电池上,曾士哲表示:“将会用三元锂作为标尺,实时校准磷酸铁锂在平台段的SoC;在高低段利用磷酸铁锂的优势(0-5%、90-100%),校准三元锂的SoC,为此开发了双体系SoC算法,充分利用三元铁锂双体系的优势。”

同时基于三元锂和磷酸铁锂的特性,如自放电的不同,首次开发大功率电池包内DCDC高低压转换系统,实现快速、实时、均衡的SoC校准。

通过算法、硬件、双体系电芯的有机结合,做到SoC的精准估算,将传统铁锂SoC计算误差从10%降低到3%。

基于此,蔚来汽车表示,全新三元铁锂电池包的能精准的向车主反馈剩余电量,在表现续航为0的时候还能继续行驶10公里,为车主提供安全保障。

最后需要注明的是,蔚来此次推出全新三元铁锂电池包采用了新一代CTP技术(Cell to Pack),由单个电池单体直接组成电池包,电池包体积利用率提升5%,同体系能量密度提升14%,制造装配简化10%,重量增加了15KG,升级后的整包能量密度达到了142Wh/kg。

总结起来就是,融合创新的三元铁锂电池既有优秀的三元锂一样的低温特性、容量大、SoC估算精准,还具有磷酸铁锂的性价比、循环次数长(可驱动车辆行驶上百万公里),衰减慢等优势。

新电池发布之后,蔚来汽车公布数据,搭载全新75kWh三元铁锂电池包的2018款标续ES8车型,NEDC 续航将提升30km,达到385km;2020款ES8标准版续航将提升35Km,达到450km;2020款ES6运动版续航提升 25km,达到455km;剩下的就不一一列举了,总体上就是在原基础上提升30km左右。

这里必须要说明的是,蔚来虽然强调了该电池的低温特性会有很大提升,但并没有说明该续航数据是基于什么标准而得出的(应该是NEDC标准工况),编辑了解到,在该电池发布之后,不少用户怀疑蔚来为压缩成本才采用磷酸铁锂,担心该电池在低温下的续航性能。

除此之外,还有消费者认为,蔚来此次推出的三元铁锂电池包主要是以磷酸铁锂为主,搭载全新电池包的车型应该像特斯拉磷酸铁锂版一样降价销售。为此,在技术沟通会上,曾士哲表示新电池成本与老款差别不大,虽然替换了很多磷酸铁锂电池,但新增了云母板隔热材料、内置了高压DC-DC模块,电池包整体成本并不低。

当然大多数消费者选择支持蔚来汽车融合创新,表示新电池既有三元的准确性,又有LFP的性价比,是一件好事,重要的是,配合换电体系,老车主也可以一直更新全新的电池包,简直美滋滋!

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