就多 5 度电的蔚来汽车新电池包,是来玩笑的吧?

传说中的 AB 充电电池,它来啦!

就在 9 月 23 日中午 2 点,蔚来汽车宣布推送了 75 kWh 三元铁锂电池,还挺忽然的。

依据官方网信息内容,即日起,购买客户能够挑选三元铁锂规范续航力电池包(75 kWh)或三元锂长续航力电池包(100 kWh)。而配用 75 kWh 的汽车在市场价、BaaS 价钱等与原三元锂 70 kWh 电池包车系同样。

这实际上就象征了 70 kWh 三元锂电池的停工,可是它仍然会做为「规范续航力电池包」,再次在汽车充电站中服现役。

哪些?三元铁锂是个啥玩意儿?只提升 5 kWh 的容积,是玩笑的吗?在弄清楚这一新词新语以前,大家先看一看这一新充电电池提供了是多少续航力提升:

你也许会感觉续航力也就提升了 30-35 km,仿佛也不是很厉害的亚子?可是它事实上则是目前市面上第一款三元铁锂电池包。

实际上,三元铁锂并没有一种新的充电电池化工材料,只是在一个电池包里混放了三元锂和磷酸铁锂电池二种锂电芯的技术性。看起来沒有难度系数,但事实上挑戰很大。

比亚迪汽车主推刀头充电电池(也是磷酸铁锂电池);特斯拉汽车及其晓亮陆续在他们主推车系的新手入门款中选用了铁锂充电电池。可是,蔚来汽车偏要不愿搞单纯性的磷酸铁锂电池。而实际上,以前有一款具体存储量在 68 kWh 的磷酸铁锂电池,由于冬天续航力等因素被「直爽」的斌哥否定了。

很有可能是由于这一份对用户体验设计的固执,蔚来汽车今日变成了全世界第一家批量生产运用三元锂 磷酸铁锂电池混和锂电芯电池包技术性的汽车企业。今日大家就一起来看看这个新电池包,究竟强大在哪儿,碰到了什么样的挑戰,及其怎样迈向批量生产。

锂电芯原材料了解一下?

在说蔚来汽车为何要选用混合使用锂电芯的电池包以前,先说说二种不一样材质的锂电芯中间的区别。

在其中,电池正极材料做为主要原材料,立即影响了锂电芯的取名方法和蓄电池充电特性。三元锂电池和磷酸铁锂电池充电电池是两根最核心的线路。而前面一种的「三元」指的便是镍、钴、锰(或铝),通称 NCM 或是 NCA。

三元锂

三元锂的最高的优点是在容积及其品质层面上的比能量均高过磷酸铁锂电池。也就是一样的续航能力,三元锂电池更加轻且更小。

除非是这世界上沒有里程数焦虑情绪,针对比能量的要求是永无止尽的。而提升比能量的核心便是提升镍元素的占比。

但是,那样做便会让电瓶的物理性质越来越不稳定,一是充电电池的使用寿命会遭受危害;二是锂电芯中溶解的co2会造成 充电电池热无法控制,进而引起充电电池着火发生爆炸。

并且针对批量生产车而言还有一个主要因素便是,三元锂电池的费用也高些。

磷酸铁锂电池

磷酸铁锂电池较大的竞争优势是安全和成本低。

磷酸铁锂电池结晶中的 P-O 键抗压强度较高,大概能够承担三元锂能承担的二倍的溫度,就算溶解都不释放出来O2,起火风险性更低。

更杰出的有机化学稳定性能也让磷酸铁锂电池的反复频次大量。此外,磷酸铁锂电池自身不带有近些年价钱节节攀升的钴元素,便是成本费差别较大的缘故。

但它的弊端也很突显,便是磷酸铁锂电池锂电芯的比能量较低,仅有三元锂的 3/4 上下。而且在较低温度下的用电量衰减系数较为严重。

最终,由于磷酸铁锂电池满格电到耗电量全过程中,工作电压变动较低,它的 SoC 估计难度系数十分高。说实话便是,你始终搞不太清晰你的充电电池究竟也有是多少电。

比蟹柳更美味的蟹柳棒?

划算能够,感受好些

针对蔚来汽车而言,在这里三元铁锂电池库中,磷酸铁锂电池用到越大,显而易见成本费就相对减少。并且从统计数据上说,75 kWh 充电电池替代的是 70 kWh 的充电电池,并且还补加不抬价。

假如划算是唯一目地,那麼用蔚来汽车目前的 pack 上装下 75 kWh 剂量的磷酸铁锂电池锂电芯,实际上并沒有较大难度系数。而真实的关键点取决于蔚来汽车怎样用磷酸铁锂电池充电电池来保持客户体验。

从统计数据上而言,用 5 kWh 的增减来代替以前标准配置的 70 kWh 三元锂电池无可非议,可是如同蔚来汽车 app 里边有些人说的一样,假如 70 g 的蟹柳被一样价钱的 75 g 的蟹柳棒替代,是舍本逐末的。由于大家都知道,蟹柳棒是鱼类。

当然,那样的形容并没有很切合。最先,这一电池包里边的确也有「蟹柳(三元锂)」。次之,蔚来汽车根据诸多「招数」,让这一蟹柳棒比蟹柳还美味。

只不过是,三元锂在这里款充电电池中的人物角色,更好像个金子輔助。

三元锂竟然是个贴心小棉袄

电池包的边沿,尤其是有两个面的四角处,其排热实际效果显而易见强过四周都是有锂电芯的电池包正中间一部分。再加上电池包外壳是铝镁合金材料,且蔚来车型选用换电而有间隙的原因,四周的卡路里在冬天更非常容易被夺走。

那样针对超低温特性弱不禁风的磷酸铁锂电池而言是致命打击,小小 5 kWh 的增加量在这样的情形下,就目不暇给了。

实际上,蔚来汽车在原先的磷酸铁锂电池计划方案中考虑到过在四角提升保温材料以提升冬天续航能力,可是这样一来,室内空间和总重量都被浪费了。

看了这幅图,我感觉那时候蔚来汽车的充电电池技术工程师们就这样想的:

“三元锂并不是超低温特性更强吗?那麼把它堆在最冷的地方并不是不错吗?顺便还能具有隔热保温功效!”

最少使用量的三元锂电芯具有了对磷酸铁锂电池锂电芯合理的隔热保温功效,再加上辐射型积极热赔偿,新的 75 kWh 电池包在 12 钟头寒冷自然环境下对比过去商品,在溫度匀称性上提高了 60%,充电电池最低温也提高了 40%。

较为有趣的是,曾士哲还说,根据辐射型积极热赔偿,把电池包的静放温控在 -5 度上下。对于为什么是这一数据?由于是超过这一数据得话耗能太高不划算,而小于这一数据得话损害过多也不划算。

最后结论便是,对比单纯的磷酸铁锂电池充电电池,超低温续航力损害减少了 25%。

三元锂竟然还能够是把直尺

可是,这方面三元铁锂电池中的磷酸铁锂电池终究是大部分,因此 它仍然面对着一个很紧迫的难题,那便是磷酸铁锂电池充电电池一部分的 SoC 估计(也便是你的充电电池里以及是多少电)。

图中是磷酸铁锂电池(蓝)、三元锂(红)、铅酸蓄电池(绿)的三种不一样电池的型号的充放电曲线图。

磷酸铁锂电池充电电池往往不太好测算 SoC,便是因为它的充放电曲线图太过轻缓。说实话便是伴随着充电电池里的动能的降低,工作电压下降水平不高,无法用电池电压来分辨还余下是多少用电量,直至最终忽然无电。

磷酸铁锂电池如同酒劲不行的新朋友一样,刚刚开始的他无法拒绝被领导干部装醉,結果喝着喝着最终吐一地(自然,我不会建议这类白酒文化)。

可是三元锂电就不一样了,他归属于所有喜怒哀乐所有写在脸颊的直爽 boy,并且还非常容易动怒发生爆炸(最好是不要这样)。

除开首尾两边,三元锂中由于用电量降低而线形减少的工作电压,更为有益于估计电池包的 SoC。对比于尖酸刻薄的磷酸铁锂电池,根据三元锂的电流来计算剩下用电量就变得简易许多。

黑人兄弟的 key 出任美国奥巴马的「愤怒翻译官」因此,磷酸铁锂电池配搭三元锂,就好像发过火也只有尖酸刻薄的美国奥巴马根据他这位形表于色的愤怒翻译官来告知大伙儿他的真正念头。

这类三元做为尺标来估计磷酸铁锂电池的工作原理实际上比较简单。

三元锂电芯的真实容积要超过磷酸铁锂电池锂电芯,那样做的目标便是可以用三元锂 10%~90% 的多余用电量室内空间来做为尺标,由于以上也表明过去了,首尾一部分的精密度并沒有那麼高。

硬要简单直接一点了解得话,三元锂 90 % 的容积相匹配磷酸铁锂电池 100%,而前面一种 10% 的用电量相匹配后面一种 0% 的用电量。正中间的区段,大部分如同解一个一元一次方程这么简单(具体情况毫无疑问也没这么简单),随后再按占比相匹配上。

对于最后的 SoC 的估计精密度,蔚来汽车官方网表明三元铁锂电池包能够保证和三元锂电池一致,偏差减少至 3% 之内。

关键点也挺感人至深

界面中标识的部位是新增加的 DCDC,能够达到迅速且动态性地开展电量校准,保证了不一样锂电芯串连产生的不利条件被减少到最少。与此同时也完成了不依靠小电瓶就能完成下电时的自查。伴随着 DCDC 进一步的完善,未来都不清除安裝在 100 kWh 电池包上。

处于被动安全性层面,除开电池包这一范围中侧梁的提高及其具有防潮效果的物理学装修隔断,电池包正前方的保险片也被迁移到后面,进一步提升撞击时的稳定性。

假如认真观察,你还是能够发觉电池包两边的溃缩一部分新干了两条创口。这也是因为减少侧边的传热工作能力,保证冬天续航能力。大伙儿还可以安心,这一角度的张口针对吸能主要表现,并没有任何危害。

客户体验表明一切

历经之上诸多勤奋,选用了 CTP 技术性的 75 kWh 电池包生产制造安装简单化 10% ;容积使用率提高 5%;比能量提高 14%,达 142 Wh/kg。

而净重层面,做为磷酸铁锂电池为主导的电池包,也只提升了 15 kg 上下,并不一定再次校准悬架调试。一样地,据曾士哲详细介绍,车子内嵌 4 种 BMS 计划方案,并不会由于在汽车充电站换到最新款 75 kWh 充电电池就发生不搭配的难题。

实际上,这一款混和锂电芯电池包自身,确实有很多赣锋锂业的要素在里面,也无法确保另一家不容易用相近的计划方案。

或是大家还可以自信心一点,毫无疑问会出现另一家跟踪这类更新颖的游戏玩法。终究,铁锂电池芯一个五毛,三元锂电芯一个九毛。可省是多少便是赚是多少。

无论如何,铁锂的运用范畴被扩宽是一个客观事实,而伴随着补能管理体系的健全,尤其是能够换电的蔚来汽车,电池大小在产品力的考量中,也会伴随对应用情景了解而更为客观。

曾士哲也明盘了,这款电池包在硬件配置上大伙儿的确都能够学,能够效仿。但真的作出好的商品,优化算法和信息才算是重要。从 SoC 估计,到动态性调整热管理方法以提升功能和能耗这些...

那样的研发,既是蔚来汽车做为客户公司的追求完美,也是做为一家头顶部新力量保持竞争能力的关键堡垒。

自然,伴随着汽车充电站愈来愈多,我对吸引严冬的自信也更加足。期待还有机会在冬季的内蒙古或是东北地区,亲自认证一下这款三元铁锂的特性,究竟怎样。

但是或是可以借此机会,要我优先感慨一下:

让磷酸铁锂电池香起來的,竟然是三元锂...

2021-09-24

2021-09-24