蔚来发布的75kWh三元与磷酸铁锂混合电池系统有何奥妙?
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近日 , 蔚来发布了75kWh的三元与磷酸铁锂混合电池系统 。其实我第一次知道这个方案是听C家前瞻的经理说的 , 其最大的好处是降低了热失控隔热的成本 , 也可以比单纯的铁锂电池多一些电量 , 用两套BMS的管理来做 。我当时的判断是 , 没必要用这么复杂的技术去做这个方案 。而现在我个人的理解 , 蔚来这么做的理由主要有以下几点——1)有效的降低成本:之前蔚来的70kWh电池的制造模式 , 是从宁德时代购买模组 , 然后在正力蔚来组装 , 整体的成本估计是在“1元每Wh以上”的 , 这里成本较高的地方在于原来的模组降价空间很小 , 是“0.8-0.9元每Wh以上”的 , 加上Pack成本 , 的确不低 。而这套基于以铁锂CTP大模组为主的方案 , 可以有效降低成本 , 预期能到“0.75-0.8元每Wh”左右 , 这将为后面蔚来“出牌”奠定基础 。
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【蔚来发布的75kWh三元与磷酸铁锂混合电池系统有何奥妙?】图1 使用铁锂材料是全行业的降本策略 , 不跟是不行的2)提供给用户的能量(续航):给用户换成铁锂的 , 如果能量还少了这个事情就比较麻烦了 。这个电池包的数据增量 , 我们可以从某个的电池系统来做对比(我仅仅只是做个参考) , 两种电池设计的共通性就是整体包络不变 。a) 蔚来 70kWh(355模组)=>6模组(CTP)的68kWh全铁锂版本=>6模组(CTP)的75kWh的混合版本;b) 某个电池 52kWh(355模组)=>6模组 Ni55的70kWh版本 , 铁锂版本420公里 , 也是在50kWh基本和这个持平 , 略少一些 。我的理解 , 在电芯的体积能量密度下 , 即使做了CTP , 绝对容量很难做得上去 , 然后即使是可用能量窗口一个可能是85%、一个是92% , 差距在7%左右 , 但从客户心理来说 , 比几年前的70kWh还少 , 这个技术迭代虽然说起来好听 , 但是电少了 。所以“少2度电还是多5度电” , 对于蔚来来说非常重要 。但是这7kWh是怎么加出来的?特别是按照后面的说法容量并不是一致的 , 到底怎么加出来我还要琢磨一下 。备注:在这条路线里面 , 宁德时代的推荐方案是关键的串联要素 , 他们的推荐开始决定整体的格局走向 。
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图2 这个混合电池包的设计和100kWh的设计不同 , 倒是和某款设计完全相似蔚来的工程师做了什么?我能理解蔚来的工程部门在有限的空间里面做了什么 。所有从三元切回铁锂的工程师都需要解决几个核心的问题——SOC估算怎么办?低温怎么办?后续不同种类电芯膨胀不同怎么办?1)SOC估算怎么办从分工来看 , 蔚来的BMS团队是自己做软件的 , 所以对使用铁锂电池这事情是有挑战的 。而基于之前的两个理由 , 木已成舟的情况下 , 怎么做好 , 选择把三元与铁锂混合 。我的理解这里应该是电芯的尺寸是一样的 , 三元锂电池的容量高 , 但是三元锂的使用窗口只用了10-90% , 留了20%没用 , 三元锂只用中间一段 。这里用四个电池 , 最主要是使用原有的三元电压斜率最优段来较正整个铁锂的全部区间 。在这里最有趣的地方还有如何平衡三元锂电池和铁锂电池的循环寿命的差异——这两个差一半 。蔚来现在的做法是三元容量开低SOC窗口 , 铁锂开大容量窗口 。
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