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在去年的9月份,蔚来发布了75度电的三元铁锂电池包,我们也专门做过一期节目聊过这个电池包的原理,而从今年年初开始,75度的电池包也开始陆续装车,并且会逐步取代过去的70度电的的三元锂电池包。
重新来看下这块电池包,一共六个大模组,个电芯,其中个磷酸铁锂的,6个三元锂,三元锂的分布在了四个角上,前1、1后2、2。
而对于工程角度来说,磷酸铁锂和三元锂混用,优势和风险也是并存的。从微观的材料本质上讲,磷酸铁锂的优势在于:结构稳定、充放电循环寿命长,价格便宜。三元锂则是能量密度大,放电曲线更加线性。混着用,很显然是这些优势我都想要。
需要面对的第一个问题,三元锂和磷酸铁锂膨胀率不一样,啥意思呢,电芯从零充满的这个过程,整个电芯的体积是有微小的增加,三元锂和磷酸铁锂由于材料属性不同,膨胀的体积是不一样的,如果不做差异化处理,时间长了有互相挤压进而出现热失控的风险。
为了解决这个问题,蔚来只是三元锂电芯放到了角上,并不是做成交错夹心,同时三元锂跟磷酸铁锂挨着的部分,他们之间电芯的气凝胶预留的空隙也会更大一些,保证膨胀也不会受到挤压。
第二个问题,磷酸铁锂怕冷,而根据仿真和实测的数据显示,电池包最冷的地方,是电池包撞风的四个角,而且电芯都是串联的,一个降其他都得跟着降,电量衰减就更大,在角落上放上更抗冻的三元锂,冬季的衰减也会更可控。
同时整个电池包在边框上,也布满了陶瓷加热片,这个加热片不直接接触电池,更像是给电池加了一层保温屏障。
第三个问题,磷酸铁锂电池的容量估算比较困难,尤其是10%-90%这段,电压几乎没啥变化,电压就跟水位标尺一样,标尺没了,那10-90%到底有多少电,我们就不知道了。
那可不就突然间有可能从50km跳没,引入放电电压更线性三元锂电芯,其实就是用三元锂给磷酸铁锂做标尺,把剩余续航做得更准。
此外,电池包里面还直接加入了大功率的直流变压器,让高压电池包可以实时给低压的BMS系统供电,这样在整车休眠以后,BMS还是可以进行工作,实时对磷酸铁锂和三元锂进行均衡,尽可能保证两种材料电芯的一致性。
此外在工程角度,蔚来也通过大模组CTP技术,提升成组效率,把三元铁锂电池包做到了75度电,比之前纯5系三元锂的电池包多了5度电,能量密度也不降反增,而且电芯的采购成本一定是下降了,这对蔚来跟用户都是好事儿。
说了这么多,实际对比下来跟普通磷酸铁锂到底有没有差别呢,我们引入一组友媒做的测试来看,对比使用磷酸铁锂的ModelY和使用宁德三元锂的iX3,在热车状态下,三车不管是充电功率还是掉电的线性程度表现都还不错,而且ModelY的能耗表现也是最好的。
而在冷车状态下,磷酸铁锂的ModelY能耗会迅速赶上另外两车,同时出现电量下降不均的情况。而蔚来EC6和宝马IX3的电量下降都相对来说比较线性。
从测试结果来看,75度电池包通过磷酸铁锂的基础上引入三元锂电芯的形式,成功解决了磷酸铁锂的很多问题,同时降低了成本。
蔚来在电池包技术的革新上,也是整个行业里面最快的,我也问过其他车企工程师,能不能做三元铁锂,他们说其实也可以,但是很多不敢做,因为电池一旦装车,好多事儿想变就太难了。
但是蔚来就是因为有换电的体系,所以整套电池系统的快速迭代能力也会比其他车企要低很多。
在后续蔚来也会陆续在ET5、ET7里面使用75度电取代70度电,已有车主也会通过换电陆续做电池系统的迭代处理,在整个电池系统成本飙升的大环境下,蔚来通过技术创新实现了降本增效,在这一点上确实是值得肯定的。