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探访蔚来三元铁锂:奇奥组合却有神奇魔力

探访蔚来三元铁锂:奇奥组合却有神奇魔力

2022-04-28
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动力电池作为新能源汽车的“命根子” ,品质、供给 、成本无不影响新能源汽车总体的成长。在整车企业中,蔚来汽车老是走在行业摸索电池的前列,去年11月装车交付的三元铁锂电池 ,恰是这类摸索下的产品 。

去年9月的一场沟通会上,蔚来电池体系副总裁曾经士哲透漏,跟着磷酸铁锂市场运用扩展 ,此前发布100kWh三元锂电池时,蔚来电池团队就已经经完成为了68kWh磷酸铁锂电池包研发事情,但磷酸铁锂相较于三元锂在低温机能以及SOC估算方面存在着必然差距 ,团队上报后 ,董事长李斌否认了该方案,缘故原由是‘蔚来是一家办事用户的车企,推出该电池没法给用户交接’。为此 ,蔚来汽车电池研发团队寻觅新的标的目的,用时1年多的时间,团队研发出了由三元锂电芯+磷酸铁锂电芯混装构成的三元铁锂电池包 ,这也使患上蔚来成为行业首家将三元铁锂技能量产的车企。

在动力电池品类傍边,三元锂电池以及磷酸铁锂电池是今朝市场上最多见的两类,蔚来的三元铁锂电池到来以前 ,它们泾渭分明,互不“打搅”,可是自身的物理特征让它们有优点 ,也有短板,正因云云,蔚来将它们两者有序组合在一路 ,混装成为新的电池组类型 。那末这类奇奥的组合 ,会带来甚么样的体现呢?

尽人皆知,磷酸铁锂电池的上风在于安全机能好、轮回寿命长,并且成本也比三元锂电池要低 ,而劣势则在于低温机能欠安、SOC丈量精准性差,而且能量密度也不如三元锂电池。蔚来的三元铁锂电池,经由过程使用三元锂与磷酸铁锂混装的体式格局 ,对于两种电池举行扬长避短 、上风互补,从而比拟于老款70kWh电池包有续航与轮回寿命上的晋升,75kWh容量的电池包相较老款电池包可以或许晋升约35km的综合续航里程。

前不久 ,有媒体测试了搭载75kWh三元铁锂电池的蔚来EC6在低温中的现实体现,与一同测试的搭载磷酸铁锂电池的特斯拉Model Y、使用三元锂电池的宝马iX3比拟,装置三元铁锂电池的EC6在低温情况中 ,不管是在冷车高速行驶、冷车充电都有着优异的体现 。

把三元锂电池以及磷酸铁锂电池经由过程串联的体式格局混装在统一电池组中,看上去有些“脑洞年夜开”,但现实测试效果已经经证实了如许做的上风。那末 ,蔚来的三元铁锂电池是怎样解决磷酸铁锂电池低温机能差 、SOC估算禁绝和由电池混装带来的电控难题的呢?

适才咱们提到了 ,在低温前提下,磷酸铁锂电池的机能会逊于三元锂电池,是以 ,把磷酸铁锂电池以及三元锂电池这两种差别质料系统的电池装入统一个电池组,起首要面对的是问题就是两种电芯的耐寒机能差别。经由过程串联体式格局组合在一路的两种电芯,假如个体电芯温度低于临界温度后 ,会致使整个电池包的放电机能变差,不仅会影响车辆续航能力,同时也会对于电池安全性造成影响 。

为了能让两种电芯在低温情况中尽可能连结不异的温度变化 ,蔚来经由过程布局优化以及安插隔热质料两种硬件治理体式格局,配合包管电池包内部的温度平衡和保温机能 。

糊口知识告诉咱们,车辆不管是行驶照旧静置状况 ,电池包的四个角落都是受外界温度影响最年夜之处,是以,蔚来这这部门区域放置了耐寒机能更好的三元锂电池 ,其他区域则由磷酸铁锂电池填满 ,这就相称于给不经冻的磷酸铁锂电池包了一层“棉被”。

固然了,电芯布局优化仅仅可以或许被动的削减磷酸铁锂电池受低温情况的影响,想要更好的阐扬机能 ,它们还需要一层“电热毯”。在极度低温情况中,蔚来三元铁锂电池包将经由过程辐射式自动热赔偿,匀称加热电芯 ,确保整个电池包事情温度的同时统筹能耗 。

除了此以外,蔚来三元铁锂电池在热治理软件层面也有所建树。好比,基于蔚来年夜数据阐发以及双系统节制算法 ,可以或许充实哄骗三元锂电芯的低温机能上风以及对于两种电芯的精准节制,晋升整个电池体系低温能量效率。外层包着“棉被”,内里另有“电热毯”连续升温 ,另有年夜数据层面的软件加持,终极让整个电池包比拟磷酸铁锂电池包低温续航丧失降低了25% 。

蔚来要解决的第二个,也是困扰许多车主的问题 ,就是磷酸铁锂电池SOC估算禁绝的问题。搞大白蔚来的解决要领以前 ,咱们需要先大白几个观点,一是SOC是甚么,二是为何需要估算SOC。

SOC是英文单词State of Charge的简称 ,意思是电池的荷电状况,顾名思义就是指电池中残剩电荷的可用状况,一般用百分比来暗示 ,咱们也能够简朴的把它理解为电池容量 。

那末为何要估算SOC呢?在燃油车中,一箱汽油的所剩容量可以经由过程简朴的物理要领举行测算暗示,再经由过程车辆体系对于油耗阐发 ,即可以得悉车辆残剩的续航里程,这个数据简朴、线性,轻易测算。而在纯电动车中 ,电池的SOC没法像燃油车的油箱同样可以经由过程简朴的物理体式格局举行估算,而假如没法正确估算SOC,体系将没法正确计较车辆的充电时间以及续航里程 ,极轻易引起电池的过充或者过放问题 ,从而激发安全隐患。是以,电动车精准的SOC估算十分须要 。

今朝,主流的电池SOC估算要领是安时积分法与OCV-SOC开路电压对于应法 ,关于这部门咱们先按下不表,咱们只需要知道两件工作,一是OCV与SOC存在逐一对于应瓜葛 ,咱们经由过程丈量电压OCV,就能够切确地知道当前SOC是几多 ;二是这两种要领的联合让咱们可以越发正确的估算电池SOC。

抱负很饱满,实际却很骨感。虽然咱们可以经由过程安时积分法与OCV-SOC要领来估算电池SOC ,但磷酸铁锂电池自己的特征,致使其OCV-SOC曲线在10%-90%区间中十分平缓,这也象征着其SOC估算精度很低 ,没法正确反应电池的放电环境 。

假如根据磷酸铁锂电池的SOC来估算整个电池体系的SOC,可能会致使车辆续航里程禁绝、电量忽然降低等环境 。不外幸好,三元锂电池的物理特征与磷酸铁锂电池相反 ,其SOC曲线相对于线性 ,从而更易估算,这也就是为何搭载三元锂电池的电动车,在续航里程的估算上要强于磷酸铁锂电池电动车的缘故原由。

大白了这些道理以后 ,蔚来的三元铁锂电池解决估算禁绝的要领就很好理解了。三元铁锂电池中的每一个电芯之间经由过程串联体式格局毗连,蔚来新研发的双系统电量估算法,以三元锂电池的SOC上限 、下限来映照到整个电池组的SOC区间 ,也就是说丈量整个电池组SOC的“标尺”,再也不是数目更多的磷酸铁锂电池,而是估算更正确的三元锂电池 ,从而使电量估算偏差降低至了3%之内 。别的,蔚来的这套SOC估算技能还可以按照电池的衰减水平和衰减速度来动态调解电池SOC区间,从而让三元锂电池的SOC始终可以或许正确反应电池体系的荷电状况。

如许 ,年夜量使用的磷酸铁锂电池可以或许有用降低整个电池组的成本,同时,三元锂电池也能借自身特征 ,帮忙整个体系完成对于电池组SOC的正确估算 ,堪称一石二鸟。

三元铁锂这类巧妙的“混搭”气势派头,是蔚来不停精进电池技能的最佳表现 。跟着电池技能的连续进级,加之成熟的换电体式格局 ,让用户体验随之晋升的同时,也让蔚来汽车竖起了电池技能壁垒。

 

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