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GGII：9组数据洞悉锂电四大材料供需演变
9月23日，在上海蔚来汽车测试中心，蔚来正式推出了75kwh容量的“三元铁锂”标准续航电池包。而在今年4月份就传遍网络的蔚来某项专利，也在此时落在了实地。
尽管就目前而言，蔚来已经拥有了70kwh、84kwh，以及100kwh等不同容量的动力电池，但在“三元铁锂”技术的加持下，蔚来的75kwh电池包，亦是有着不少的独到之处。
顾名思义，“三元铁锂”可以简单地理解为三元电芯与磷酸铁锂电芯混合使用的状态。而蔚来本次发布的75kwh电池包便是这样，其将三元电芯布局在了“四角”，而磷酸铁锂电芯则主要放在了中央。
另外，为了更好的利用空间，蔚来75kwh电池包还采用了新一代CTP（Cell to Pack）技术，其所带来的一系列好处便是：体积利用率提升5%，能量密度提升14%，制造装配也是简化了10%。
然而事物往往具备两面性，尽管CTP技术的好处显而易见，但在另一方面，其对于电芯的一致性同样有着不低的要求。
所以，蔚来又是凭借哪些技术，去保证整个动力电池的热平衡，以及较好的低温性能呢？
低温性能保持“术”
众所周知，磷酸铁锂电芯有着较为显眼的短板??低温性能差、SoC估算不准等。蔚来最新推出的三元铁锂电池，其“主力”电芯还是以磷酸铁锂为主，所以综合而言，该电池同样也需要解决在低温情况下，电池性能的保持问题。
而据蔚来官方介绍，蔚来75kWh三元铁锂电池采用了全方位保温设计，低温续航损失可以降低25%。 之所以能够达到这个成绩，蔚来不仅在电池系统的物理硬件设计上花了心思，更是在软件算法方面也上了不小的心。
首先，在软件算法方面，蔚来的75kWh三元铁锂电池加持了双体系控制算法、耦合电池产热智能热管理，以及辐射式主动热补偿等技术 。
简而言之，双体系控制算法就是根据三元和铁锂电池不同的低温特性，进行“模型化”的控制。经过多轮“K值”标定，以及传感器数据的校准之后，可以有效提升低温下电池系统的能量使用效率，并保证其低温性能。而且，解决电芯一致性难题，也主要是借助了该算法的调控。
耦合电池产热智能热管理则是根据电池低温下内阻升高的特性，开发出电池的产热模型，再结合整车的热管理，去动态地调整电池控制目标，进而达到能耗最小与驾驶体验的平衡，借此来提升动力电池的低温性能。
而关于辐射式主动热补偿，其关键就在于“主动”和“热补偿”两词。换言之，在长时间极低温环境下，蔚来的75kWh三元铁锂电池可以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的工作温度。
其次，便是在物理硬件设计方面，蔚来的75kWh三元铁锂电池不仅有着全散热路径物理阻隔，还在各关键节点布置有多属性材料。就比如其电池上盖上所采用的PCM材料，不仅强度比较高，而且散热性能也不错。
全散热路径物理阻隔很好理解，就是在特定位置利用特殊材料，在电芯、Pack两两之间进行阻隔。但需要注意的是，所谓的特定位置有“学问”，这其中需要用到大数据技术。
具体而言，电池包整包所有散热路径都需要进行热量流通分析，并根据大数据分析得出极冷天气下的热量损失来源，再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，进而有效地提升驻车时电池的温度，避免电池温度低带来的能量损失。
双体系SoC估算“法”
事实上，蔚来三元铁锂电池内部配置着大量传感器，而其所感知到的温度、电压、电流等数据就会被共用于动力电池内部的各个系统。尽管目前三元铁锂电池内部的感知、计算等模块还是分立构成，但在软件算法层面，蔚来更讲究“组合拳”的方式。
而关于蔚来所宣称的更为准确的SoC（State of Charge，指电池中剩余电荷的可用状态）估算，不仅有蔚来首次开发的大功率DCDC高低压转换系统发挥作用，双体系SoC算法更是必不可少的“点睛”之处。
基于三元和磷酸铁锂电芯的特性，如自放电的不同，蔚来首次开发了大功率DCDC高低压转换系统。蔚来电池系统副总裁曾士哲也表示，大功率DCDC早在3年前就已经开始研发，现在看来非常有用。
简单理解的话，可以将大功率DCDC认作是一种控制电力输出的阀门，既能够调节电源输出，还具备稳定母线电压的功能。
据蔚来官方介绍，其大功率DCDC不仅可以实现快速、实时、均衡的SoC校准，还具有降低静态功耗、延长电池寿命等多个特点 ，而且未来还将运用到蔚来100kwh的动力电池上。
除此之外，三元电芯的“尺子”作用，以及双体系SoC估算法，也是可圈可点的关键技术所在。
具体而言，在低温情况下，磷酸铁锂电芯的“掉电”能力极强，甚至快到难以捕捉，所以也就很难进行电池SoC剩余电量的估算。但混合了三元电芯的蔚来三元铁锂电池，就可以按照三元电芯的电化学特性，对整个电池系统的剩余电量进行估算。
正如上图所示，借助双体系SoC算法，以三元电芯作为标尺，便能够“带动”磷酸铁锂电芯修正到真实余电状态。而通过算法、硬件、双体系电芯的有机结合，蔚来三元铁锂的SoC估算误差也将由原先的10%降低到3%。
所以需要认知到的一点是，多出5度电的75kWh三元铁锂电池，并不是因为混用了三元电芯而提升的电池容量，其很大功劳还是要归功于CTP技术扩充了空间，可以让更多的电芯布置进来，进而扩充了电池容量。而三元电芯的主要作用，也就显而易见，那就是做“尺子”。
“推出”即“落地”
尽管CTP技术的整体性较强，当单个电芯损坏故障时，只能将整个动力电池系统换掉，但关于“宁德时代+蔚来”的联合实力，其对于电芯质量和系统安全的把控想必也是不俗。
更何况现在的75kwh的三元铁锂电池，已经进入到了量产阶段。
据蔚来官方介绍，搭载蔚来75kWh三元铁锂电池的车型在9月23日14:00时便已上线接受预定，今年11月份就会向用户进行交付。随之，蔚来也同时发布了全新电池包产品体系：标准续航电池包，75kWh三元铁锂电池包；长续航电池包，100kWh三元锂电池包。
而在本次活动的最后，汽车公社记者亦是向蔚来电池系统副总裁曾士哲问及“第三波芯片荒”对于75kwh动力电池系统的影响，以及相关国产化芯片的替代情况。
好消息是蔚来做了多芯片适配，在确保不将“鸡蛋放在同一个篮子里”的同时，尽可能寻找到多方面的最优解。但关于国产化芯片替代的情况，国内相关的功率芯片、MCU等，可能还是有很长的路要走。
不过，话又说回来，当需求足够大时，技术也会在时代的催促下，快速完善；而国内的相关产业链，也必将会在像蔚来这样企业的追逐下，逐渐成长起来。
这不，作为车企的蔚来，已经研究起动力电池技术了不是。
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9月23日，在上海蔚来汽车测试中心，蔚来正式推出了75kwh容量的“三元铁锂”标准续航电池包。而在今年4月份就传遍网络的蔚来某项专利，也在此时落在了实地。
尽管就目前而言，蔚来已经拥有了70kwh、84kwh，以及100kwh等不同容量的动力电池，但在“三元铁锂”技术的加持下，蔚来的75kwh电池包，亦是有着不少的独到之处。
顾名思义，“三元铁锂”可以简单地理解为三元电芯与磷酸铁锂电芯混合使用的状态。而蔚来本次发布的75kwh电池包便是这样，其将三元电芯布局在了“四角”，而磷酸铁锂电芯则主要放在了中央。
另外，为了更好的利用空间，蔚来75kwh电池包还采用了新一代CTP（Cell to Pack）技术，其所带来的一系列好处便是：体积利用率提升5%，能量密度提升14%，制造装配也是简化了10%。
然而事物往往具备两面性，尽管CTP技术的好处显而易见，但在另一方面，其对于电芯的一致性同样有着不低的要求。
所以，蔚来又是凭借哪些技术，去保证整个动力电池的热平衡，以及较好的低温性能呢？
低温性能保持“术”
众所周知，磷酸铁锂电芯有着较为显眼的短板??低温性能差、SoC估算不准等。蔚来最新推出的三元铁锂电池，其“主力”电芯还是以磷酸铁锂为主，所以综合而言，该电池同样也需要解决在低温情况下，电池性能的保持问题。
而据蔚来官方介绍，蔚来75kWh三元铁锂电池采用了全方位保温设计，低温续航损失可以降低25%。 之所以能够达到这个成绩，蔚来不仅在电池系统的物理硬件设计上花了心思，更是在软件算法方面也上了不小的心。
首先，在软件算法方面，蔚来的75kWh三元铁锂电池加持了双体系控制算法、耦合电池产热智能热管理，以及辐射式主动热补偿等技术 。
简而言之，双体系控制算法就是根据三元和铁锂电池不同的低温特性，进行“模型化”的控制。经过多轮“K值”标定，以及传感器数据的校准之后，可以有效提升低温下电池系统的能量使用效率，并保证其低温性能。而且，解决电芯一致性难题，也主要是借助了该算法的调控。
耦合电池产热智能热管理则是根据电池低温下内阻升高的特性，开发出电池的产热模型，再结合整车的热管理，去动态地调整电池控制目标，进而达到能耗最小与驾驶体验的平衡，借此来提升动力电池的低温性能。
而关于辐射式主动热补偿，其关键就在于“主动”和“热补偿”两词。换言之，在长时间极低温环境下，蔚来的75kWh三元铁锂电池可以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的工作温度。
其次，便是在物理硬件设计方面，蔚来的75kWh三元铁锂电池不仅有着全散热路径物理阻隔，还在各关键节点布置有多属性材料。就比如其电池上盖上所采用的PCM材料，不仅强度比较高，而且散热性能也不错。
全散热路径物理阻隔很好理解，就是在特定位置利用特殊材料，在电芯、Pack两两之间进行阻隔。但需要注意的是，所谓的特定位置有“学问”，这其中需要用到大数据技术。
具体而言，电池包整包所有散热路径都需要进行热量流通分析，并根据大数据分析得出极冷天气下的热量损失来源，再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，进而有效地提升驻车时电池的温度，避免电池温度低带来的能量损失。
双体系SoC估算“法”
事实上，蔚来三元铁锂电池内部配置着大量传感器，而其所感知到的温度、电压、电流等数据就会被共用于动力电池内部的各个系统。尽管目前三元铁锂电池内部的感知、计算等模块还是分立构成，但在软件算法层面，蔚来更讲究“组合拳”的方式。
而关于蔚来所宣称的更为准确的SoC（State of Charge，指电池中剩余电荷的可用状态）估算，不仅有蔚来首次开发的大功率DCDC高低压转换系统发挥作用，双体系SoC算法更是必不可少的“点睛”之处。
基于三元和磷酸铁锂电芯的特性，如自放电的不同，蔚来首次开发了大功率DCDC高低压转换系统。蔚来电池系统副总裁曾士哲也表示，大功率DCDC早在3年前就已经开始研发，现在看来非常有用。
简单理解的话，可以将大功率DCDC认作是一种控制电力输出的阀门，既能够调节电源输出，还具备稳定母线电压的功能。
据蔚来官方介绍，其大功率DCDC不仅可以实现快速、实时、均衡的SoC校准，还具有降低静态功耗、延长电池寿命等多个特点 ，而且未来还将运用到蔚来100kwh的动力电池上。
除此之外，三元电芯的“尺子”作用，以及双体系SoC估算法，也是可圈可点的关键技术所在。
具体而言，在低温情况下，磷酸铁锂电芯的“掉电”能力极强，甚至快到难以捕捉，所以也就很难进行电池SoC剩余电量的估算。但混合了三元电芯的蔚来三元铁锂电池，就可以按照三元电芯的电化学特性，对整个电池系统的剩余电量进行估算。
正如上图所示，借助双体系SoC算法，以三元电芯作为标尺，便能够“带动”磷酸铁锂电芯修正到真实余电状态。而通过算法、硬件、双体系电芯的有机结合，蔚来三元铁锂的SoC估算误差也将由原先的10%降低到3%。
所以需要认知到的一点是，多出5度电的75kWh三元铁锂电池，并不是因为混用了三元电芯而提升的电池容量，其很大功劳还是要归功于CTP技术扩充了空间，可以让更多的电芯布置进来，进而扩充了电池容量。而三元电芯的主要作用，也就显而易见，那就是做“尺子”。
“推出”即“落地”
尽管CTP技术的整体性较强，当单个电芯损坏故障时，只能将整个动力电池系统换掉，但关于“宁德时代+蔚来”的联合实力，其对于电芯质量和系统安全的把控想必也是不俗。
更何况现在的75kwh的三元铁锂电池，已经进入到了量产阶段。
据蔚来官方介绍，搭载蔚来75kWh三元铁锂电池的车型在9月23日14:00时便已上线接受预定，今年11月份就会向用户进行交付。随之，蔚来也同时发布了全新电池包产品体系：标准续航电池包，75kWh三元铁锂电池包；长续航电池包，100kWh三元锂电池包。
而在本次活动的最后，汽车公社记者亦是向蔚来电池系统副总裁曾士哲问及“第三波芯片荒”对于75kwh动力电池系统的影响，以及相关国产化芯片的替代情况。
好消息是蔚来做了多芯片适配，在确保不将“鸡蛋放在同一个篮子里”的同时，尽可能寻找到多方面的最优解。但关于国产化芯片替代的情况，国内相关的功率芯片、MCU等，可能还是有很长的路要走。
不过，话又说回来，当需求足够大时，技术也会在时代的催促下，快速完善；而国内的相关产业链，也必将会在像蔚来这样企业的追逐下，逐渐成长起来。
这不，作为车企的蔚来，已经研究起动力电池技术了不是。
大众投资超1.4亿欧元在合肥建电池系统工厂 2023年投产
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