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2021年09月24日 | 混搭有优势 蔚来上线三元铁锂标准续航电池包
2021-09-24 来源：新浪汽车
在技术领域，除非是跨越时代的降维打击，否则很难说谁把谁彻底干掉。同一时代的技术路线无非是使用场景、擅长领域、性价比之别。长久以来，三元锂电池和磷酸铁锂电池就凭借各自的优劣处于此消彼长之中，直到有一天混搭春风吹满地，蔚来三元铁锂标准续航电池包（75kWh）正式发布，将两条技术路线拢到了一起。
蔚来标准续航电池包（75kWh）采用三元锂与磷酸铁锂电芯混合排布的方式，并应用了新一代CTP（Cell to Pack）技术。通过蔚来专利技术，该电池包很大程度上解决了磷酸铁锂电池在低温续航表现和电量估算能力方面的不足，使其同时具备了三元锂电池和磷酸铁锂电池的优势。
蔚来也承认，这个想法并不新鲜，理论基础也很简单，但蔚来是第一家将其带到量产车上的。
从磷酸铁锂到三元铁锂
早期蔚来也有使用磷酸铁锂的计划，曾经研发过68kWh磷酸铁锂电池包。但磷酸铁锂相较于三元锂在低温性能和SoC估算方面存在着用户使用体验方面的差距，所以最终没有量产，而是着手研究新的解决方案。也就是今天我们所看到的三元铁锂电池包（三元锂电池+磷酸铁锂的组合）。实现的方法则是将少量三元锂电池组分别置于整个电池包的四个角上，和主力磷酸铁锂电池串联起来。
磷酸铁锂电池的优点是稀有金属使用减少，缺点是低温性能差、SoC估算不准。而三元铁锂电池将三元锂电池和磷酸铁锂电池混合配制在一起，拥有优秀的低温性能，精准的SoC估算以及更高的能量密度。
低温性能的改进
为了规避磷酸铁锂在低温条件下的劣势，蔚来采取了一系列以数据算法为支撑的手段。
一是双体系控制算法。根据三元和铁锂电池低温特性进行模型化控制，经过多轮标定，有效提升了低温下电池系统的能量使用效率，保证低温性能。
二是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，开发电池的产热模型，结合整车的热管理，动态调整电池控制目标，达到能耗最小与驾驶体验的平衡，提升低温性能。
三是全散热路径物理阻隔。电池包整包所有散热路径进行热量流通分析，根据大数据分析得出极冷天气下的热量损失来源，运用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，有效提升驻车时电池的温度，避免电池温度低带来的能量损失。
四是辐射式主动热补偿。在长时间极低温环境下，主动开启辐射加热系统，兼顾电池能耗和温度均匀性，保证电池快速达到最优工作温度。12小时极冷环境下，电池最低温度提升40%，温度均匀性提升60%。
双体系SoC估算法
三元铁锂针对的另一个痛点是SoC估算不准。
三元锂和磷酸铁锂在不同区间精度不同，用三元锂作为标尺，实时校准磷酸铁锂在平台段的SoC；在高低段利用磷酸铁锂的优势，校准三元锂的SoC，为此开发了双体系SoC算法，充分利用三元铁锂双体系的优势。
同时基于三元锂和磷酸铁锂的特性，如自放电的不同，首次开发大功率电池包内DCDC高低压转换系统，实现快速、实时、均衡的SoC校准。同时还具有降低静态功耗，延长电池寿命等多个特点 。
通过算法、硬件、双体系电芯的有机结合，做到SoC的精准估算，将传统铁锂SoC计算误差从10%降低到3%。
同时，新一代CTP技术（Cell to Pack），由单个电池单体直接组成电池包。电池包体积利用率提升5%，同体系能量密度提升14%，制造装配简化10%。
总的来说，三元铁锂电池采用的混搭风主要解决了磷酸铁锂电池低温环境性能差、SoC估算精度不足的问题，能够在保证安全、充电速度、电池寿命的前提下融合二者优势，在性能、成本、用户体验等诸多维度间取得了一个平衡。此外，在发布会上蔚来一直强调，方案看似简单，但算法和数据是最大的门槛。这也说明在产品的开发过程中，硬件与软件越来越融为一体了。
史海拾趣
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