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三元和磷酸铁锂的混合可降低25%续航?

有关磷酸铁锂离子电池低温性能差的问题,究其源头是电池的工作温度太低,因此最直接的解决办法就是做好保温。蔚来针对三元铁锂离子电池包,设计了完整的热管理软硬件体系,使该电池包相比磷酸铁锂离子电池包低温续航损失降低25%。重要方式包括如下四点:


其一,全散热路径物理阻隔。有关电池包整体所有散热路径进行了热量流通分析,根据大数据分析得出极冷环境下的热量损失来源,运用了低导热材料及创新的结构设计,在所有路径上的关键结合点进行热量阻隔设计,因此能够提升驻车时电池包的温度,防止了电池温度低带来的能量损失,有效提升被动保温性能。


其二,耦合电池产热智能热管理。根据电池低温下内阻升高的特性,开发出了电池的产热模型,结合整车的热管理和电池产热动态调整热控制目标,以此来达到驾驶体验和能耗的完美平衡,提升低温性能。


其三,辐射式主动热补偿。假如车辆长时间处在低温环境下,电池包会主动开启辐射加热系统,均匀加热电芯,确保电池包快速到底最优的工作温度,同时兼顾能耗。根据测试,12小时极冷环境下,电池的最低温度能够提升40%,温度均匀性可以提升60%。


其四,双体系控制算法。由于三元锂离子电池拥有更好的低温性能,因此蔚来独创了一套双体系算法,实现了对三元锂和磷酸铁锂电芯低温性能的精准控制,提高了电池系统低温能量效率,保证了整包的低温性能。


电量估算精度与三元锂离子电池一致


在广泛认知中,磷酸铁锂离子电池和三元锂离子电池在不同区间的SoC估算精度是不同的,那么有了三元锂离子电池的加入,就可以利用三元锂离子电池作为一把标尺,来实时校准磷酸铁锂离子电池在平台段的SoC,而在高低段就可以利用磷酸铁锂的优势,校准三元锂离子电池的SoC。为此蔚来自主研发了双体系SoC算法,充分利用三元铁锂双体系的优势。


与此同时,三元锂离子电池和磷酸铁锂离子电池各自特性也有不同,比如自放电的不同。为此,蔚来在电池包内放入了自主开发的大功率DC-DC高低压转换系统,以此实现快速、实时、均衡的SoC校准,甚至还可以帮助电池降低静态功耗且延长电池寿命。


蔚来的这套自主研发的三元铁锂离子电池包电量估算体系,结合了软件算法与硬件应用的创新,将电量估算误差降低至3%以内,与三元锂离子电池水平相当。


除了解决电池低温性能和SoC估算问题,使用磷酸铁锂材料后,电池能量密度也是必须要面对的问题。与众多使用磷酸铁锂离子电池的车企思路一致,蔚来也在全新的三元铁锂离子电池包中应用了CTP技术,即电芯不经过模组直接整合成为电池包,以此提升电池包的体积能量密度。


相比之前70kWh的三元电池包,蔚来的三元铁锂离子电池包,在应用CTP技术后,能量达到了75kWh,制造装配简化10%,体积利用率提升5%,能量密度提升14%,可达142Wh/kg。



蔚来的目标,是成为汽车行业内第一家用户型公司,用户体验一直都是蔚来最为看重的。所以新的三元铁锂离子电池包,不仅是蔚来要攻克的技术壁垒,更重要的是它要给用户带去与三元锂离子电池同样甚至更好的使用体验。蔚来给出的答案,是更长的续航、同样的价格、不必焦虑的冬季性能。


有了这组全新的三元铁锂离子电池包,蔚来的电池包体系也将更新换代,全新的75kWh三元铁锂离子电池将会取代之前的70kWh三元锂离子电池,蔚来新购车用户可以选择三元铁锂标准续航电池包(75kWh)或三元锂长续航电池包(100kWh)。从十月份正式开始,所有交付的标准续航版本车型,搭载的都将是全新的三元铁锂离子电池包,而其售价、BaaS价格等与原三元锂70kWh电池包相同。