蔚来的三元铁锂,或将成为动力电池的新风向
汽车新能源
2021-09-27 18:13
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自推广新能源车以来,磷酸铁锂和三元锂电的装机量一直呈现此消彼长的态势,根据政策和成本的浮动而交替座次,没有哪种解决方案被公认为是一定更好的技术路线。随着9月23日,蔚来发布了三元铁锂标准续航电池包,一种新的选择出现在大众的视野——混搭。


  

动力电池内卷,三元锂电和磷酸铁锂难分高下


动力电池已经成为一个极为内卷的行业,必须同时解决消费者的里程焦虑和安全焦虑。两种主流的电池方案中,磷酸铁锂成本低廉、安全性较高,在一般情况下基本不会爆炸起火。但由于能量密度低,续航里程受限较大,尤其在冬季的性能表现大打折扣。


而三元锂电池能量密度高,能够支持更优异的续航里程,但安全性却存疑,特别是在高温环境下更容易爆炸起火,因此每年夏季成为搭载三元锂电池的新能源车发生自燃的高发期。


针对上述问题,各主机厂和电池制造商正在尝试研发各具特色的创新技术。磷酸铁锂阵营中,比亚迪的刀片电池主要在电池的封装形式上进行创新,将电芯又薄又长的刀片状,电池包的结构强度更高,因此可以做到在针刺实验中不冒烟不起火;国轩高科近日表示,能量密度达到210Wh/kg的磷酸铁锂电池将在今年年底之前量产,是目前业界已知的最高水平。


比亚迪刀片电池


三元锂电池阵营则包括更多主流的企业,比如长城的大禹电池、广汽埃安的弹匣电池、宁德时代的“永不起火”电池、欣旺达的“只冒烟,不起火”电池等。其中,长城的大禹电池迎难而上,另辟蹊径,采用目前市面上最不稳定的811三元锂电池。长城的解决方法是变堵为疏,动力电池一旦发生热失控,系统会通过疏导的方式排出热量,进行“定向泄洪”,这也是大禹电池名字的由来。


当然,上述的创新技术有的已经量产并得到市场验证,有的还在测试阶段,还有的只是不成熟的概念。但大多数主机厂的选择逐渐清晰,在高端车型上选择三元锂电池,而在低端车型上使用磷酸铁锂电池。


蔚来发布三元铁锂电池,“混搭”或成为新方向


在磷酸铁锂和三元锂电之争愈发激烈之时,蔚来提供了一种新的解决方案。9月23日,蔚来三元铁锂标准续航电池包(75kWh)正式发布,采用了三元锂电池和和磷酸铁锂电池混合排布的形式,并且新一代的CTP技术也将在这款电池上得以应用。如果一切顺利,蔚来将成为全球首家量产三元铁锂技术的企业。


蔚来如何实现这种“双拼”的电池包布局呢?据悉,电池包的主体还是由磷酸铁锂的电芯构成,而在电池包的四个角落会搭配12个三元锂电芯。将磷酸铁锂电芯比作恒星,12个三元锂电芯就是围绕其排布的行星,因此,蔚来的三元铁锂电池,更像是磷酸铁锂电池的加强版。


在蔚来的描述中,三元铁锂电池能够达到的提升主要包括四方面:低温续航表现、电量估算能力、电池衰减周期和电池重量。



低温环境下,由于三元锂电芯的加入,三元铁锂电池包相比主流的磷酸铁锂电池,续航里程损失降低25%。续航里程提升的效果是通过结构和控制两种方式实现的。针对极冷环境下的热量损失来源,蔚来运用低导热材料及创新的结构设计,有效提升被动保温性能;而通过耦合电池产热智能热管理和双体系控制算法,三元铁锂电池能够更精确地调整电芯的工作状态。


SoC估算,即电量估算,一直以来是磷酸铁锂电池的弱项,剩余电量预测不准是普遍存在的问题。蔚来的三元铁锂电池包SoC估算体系结合了软件算法与硬件创新,将电量误差降低至3%以内,比肩三元锂电池。


对于消费者关心的电池寿命问题,蔚来表示,三元铁锂标准续航电池包的电池衰减,在短期内会略高于原先的三元锂70kWh电池包。但从长期来看,两者的衰减情况会逐渐趋同,均对比磷酸铁锂电池包有着明显优势。


编辑观点


今年以来,磷酸铁锂增长势头超过三元锂电,在5月就完成了产量上的反超,随后几个月依然处于领先位置。造成该现象的主因无非是高性价比和高安全性两方面。特斯拉、小鹏等车企纷纷在中低端产品上换用磷酸铁锂电池。


众所周知,蔚来一直以来将自身定位于高端,坚持采用三元锂电池的技术路线。而此次发布以磷酸铁锂技术为基础的三元铁锂电池包,是否意味着技术的倒退?


其实不然,新能源汽车市场的早期野蛮生产阶段,各家都在拼命提升续航里程,满足消费者最大的痛点。在几年的高速发展后,主流产品的续航里程已经有了质的飞跃,这时就要考虑安全性、成本等方面的问题了。不再一味追求高续航,也就意味着,在三元锂电池的安全性没有根本上的突破时,磷酸铁锂越来越受到主流的认可。


其实,蔚来此前也并非全盘否定磷酸铁锂,几年前,蔚来曾计划在推出100KWh三元锂电池的同时,发布75KWh磷酸铁锂电池,但由于低温表现太差,难以满足用户体验,最终推迟了这一计划。



此次蔚来发布的三元铁锂技术,可以说是对磷酸铁锂技术的进一步完善,这一创新向行业释放了一种信号,或许磷酸铁锂和三元锂电两种技术路线融合发展将成为新的趋势。蔚来预计将于11月交付搭载三元铁锂电池包的车型,是否能够带起“混搭”的风潮有待市场的验证。


来源:汽车与配件