搞混装电池 蔚来第一个吃螃蟹

　　蔚来汽车第一个“吃螃蟹”——推混装电池，能吃的香吗？

　　就在最近，蔚来汽车推出了一个“三元锂电池”和“磷酸铁电池”混装组成的75kWh新电池包（官方称为三元铁锂电池），在售价不变的情况下能给车辆提升35公里的续航，同时还兼具了磷酸铁与三元锂两种电池的优点——比三元锂电池更安全，比磷酸铁电池低温性能更好。

　　无独有偶，中国动力电池龙头企业宁德时代在此前发布钠电池时也表示，在量产时将采用钠电芯和其它电芯混装的策略，制造“AB电池”，不过这一设想需要到2025年之后才会落地。

　　反观蔚来，该电池在今年11月份就将量产装车，三元铁锂电池毫无疑问也将成为全球首款量产销售的混装电池，甚至目前其它车企根本就还没提出过类似的方案，蔚来就是第一个吃螃蟹的企业。

　　在动力电池材料体系突破比较困难的当下，混装电池显然是现阶段在动力电池领域一个可以进行尝试的新路径，一位行业人士直接车东西表示“这些创新很值得敬仰。”

　　表面上看，蔚来的混装电池兼具了两种电芯的优点，很适合电动汽车。但凡事都有正反两面，三元铁锂电池肯定也存在一些天然的缺点和技术难点，这显然是在发布会上没有详细讲述的。

　　因而另一位新造车公司技术负责人向车东西评论称电芯混装带来的挑战并不算少，技术难度仍然客观存在。

　　那么混装电池到底是怎么回事儿？核心的技术难点在哪里？蔚来又是如何解决这些困难的？车东西通过与多位动力电池企业、新能源车企的技术专家交流后，试图揭开混装电池的神秘面纱。

宁德时代率先发布 蔚来即将装车

　　顾名思义，混装电池就是同一个电池包由至少两种不同类型的电芯来组成。

　　目前国内已经有多家企业已经开始着手研发了。在今年的7月29日，宁德时代正式推出了钠电池，同时也推出了AB电池方案。

　　宁德时代的方案是将锂离子电池和钠离子电池按一定的比例进行混搭，放到同一个电池系统里面，形成一个“夹心电池”，然后通过BMS算法对不同的电池体系进行均衡的控制，解决了现阶段钠离子电池能量密度的短板，又能发挥出其高功率、低温性能好的优势。

宁德时代将推出AB电池

　　不过，宁德时代的产品还没有走到量产阶段，而蔚来则直接将这种电池带到了现实中。

　　9月23日，蔚来正式发布了三元铁锂标准续航电池包，这种电池也是一种混装电池，蔚来方面将三元锂电芯和磷酸铁锂电芯进行了混合排布。

　　从官方发布的信息来看，蔚来的三元铁锂电池仍然以磷酸铁锂电芯为主，仅在电池包的四周放置了6个三元铁锂电芯。

　　整个电池包的容量为75kWh，与原来的70kWh三元锂电池包相比，续航里程可以提升35公里，但在售价上并没有变化。

三元铁锂电池

　　根据蔚来方面介绍，这一电池已经开始接受用户预定了，11月份就将会正式开始交付，目前蔚来已经下架了此前的70kWh电池包，后续用户将直接搭载75kWh电池包，新款的75kWh电池也同样支持换电。

　　现阶段就只有蔚来和宁德时代向外部宣布了正在进行混装电池的研发，不过车东西向国轩高科方面求证之后，相关负责人表示，国轩高科也正在进行这方面的尝试和研究。

　　整体上来看，在材料体系突破比较困难的情况下，混装电池也是现阶段在动力电池领域一个可以进行尝试的路径，一位行业人士就向车东西表示“这些创新还是很值得敬仰的。”

一致性存在挑战 铁锂电池短板仍需弥补

　　作为一种新的电池技术，三元铁锂电池也面临着比较多的技术难点。

　　车东西此前也和多个行业人士进行了交流，其中一位传统车企的电池负责人告诉车东西，不同的电池体系下，平台电压存在不一致的情况，这种情况下控制相对比较难，另外不同电芯的膨胀力、整包寿命和冷却逻辑都有可能面临挑战。

　　一位传统车企新造车品牌的新能源技术负责人认为将三元锂电芯和磷酸铁锂电芯进行混搭，最大的挑战在于电池管理系统，不同的化学体系、工作电压、SOC检测和计算、电芯寿命预测都需要两套算法。

　　从两位车企人士的回答来看，这种混装电池的难点主要在算法层面，不同电池的算法逻辑都不太相同。

　　蔚来的三元铁锂电池采用了新的封装技术，此前并没有太多的技术经验，所以在硬件方面也可能会存在一定的难题。

　　另外，一位资深的电池行业专家则认为，这项技术并不存在很复杂的东西，他在十年前就曾做过尝试，在现下的芯片算力和BMS下，完全可以实现。

　　不过，作为磷酸铁锂电池和三元锂电池的结合体，蔚来的三元铁锂电池主要需要解决的就是这两种电池各自的缺点，而磷酸铁锂电池作为主要的构成部分，解决磷酸铁锂电池的缺点也就成了主要的任务。

　　所以，三元铁锂电池面临的主要有三个问题：1、磷酸铁锂电池能量密度过低；2、磷酸铁锂电池的低温性能太差；3、磷酸铁锂电池的SOC估算不准确。

三元电池做标尺 算法是重中之重

　　针对这些问题，蔚来也做了一定的措施。

　　为了弥补磷酸铁锂电池能量密度低的问题，蔚来方面直接采用了新一代的CTP技术，制造过程中可以简化10%的流程，电池的体积利用率提升了5%，通过这样的设计，电池的能量密度提升了14%，达到了142Wh/kg。

三元铁锂电池采用新一代CTP技术

　　磷酸铁锂电池的SOC估计不准确也是一个老大难的问题，北方用户冬季对此均深有体会，看着表显里程还有很多，但在走了一段之后，可能就没剩下多少里程了。

　　这主要跟磷酸铁锂电池的特性相关，公开信息显示，电池SOC估算主要依赖开路电压的校准，开路电压的曲线越陡估算越精准，但磷酸铁锂电池的开路电压大部分时间都是平缓的。

　　蔚来的解决方法则是在磷酸铁锂电池中添加三元锂电芯，一位电池企业技术专家告诉车东西，三元锂电池的SOC估计更加准确，只要容量接近，通过三元锂电池的特性，就可以提升磷酸铁锂电池的SOC精度。

三元锂电芯可以帮助提升磷酸铁锂电池的SOC估算

　　蔚来电池系统副总裁曾士哲在发布会上也表示，在三元铁锂电池中，三元锂电芯是作为标尺而存在的，主要用来解决磷酸铁锂电芯的SOC不准确的问题。

　　上文的电池专家表示，在串联的情况下，三元锂电芯可以作为磷酸铁锂电芯的测量器，提升SOC的准确性。

　　另一方面，磷酸铁锂电池在冬季的低温性能也非常差，三元铁锂电池也弥补了这个问题。这也离不开其中掺杂的三元锂电芯。

三元铁锂电池电芯布局

　　由于物理特性，三元锂电芯的保温性能比磷酸铁锂电池要更好一点，所以将三元锂电芯放置在四周就相当于给磷酸铁锂电池穿上了一个“羽绒服”，在冬季可以完成电池保温。

　　除此之外，蔚来还在电池包外部署了多种隔温材料，并且采用了辐射式主动热补偿的防范，在冬季可以将电池的温度均匀性提升60%，电池的最低温度可以提升40%，因而在冬季续航方面，蔚来的三元铁锂电池表现也能够更加优秀。

三元铁锂电池采用辐射式主动热补偿

　　从蔚来的措施来看，无论是混合方法还是隔热材料的使用都并不算复杂，但正如众多行业人士说法，三元铁锂电池的主要的壁垒在于算法问题，将两种电池体系糅合在一起的算法才是重中之重。

可弥补不同电池短板 但仍难达完美

　　之所以会有三元铁锂电池这样的混装电池产生，其背后最大的原因就是现阶段动力电池还存在一定的短板。

　　目前所通用的三元锂电池和磷酸铁锂电池都有各自的优缺点。三元锂电池在近些年迅速崛起，各家车企的旗舰车型几乎都采用了三元锂电池，三元锂电池也成为了高端车型的标配。

　　这也跟三元锂电池的特性分不开。三元锂电池的正极材料主要为镍钴锰，其中镍元素的含量越高，电池的能量密度就越高，目前能量密度最高的三元锂电池NCM811中镍元素的占比超过了80%。

　　另一方面，三元锂电池的充电性能也非常好，基本上都可以在30分钟充电至80%，是量产动力电池中充电速度最快的产品。在低温环境下，三元锂电池的表现也更加好，同时，电池的SOC检测也会更加准确，对用户的驾驶行为有良好的参考作用。

　　相应的，三元锂电池也存在着成本高、安全性相对较低和使用寿命长的问题。

　　磷酸铁锂电池则恰恰相反，使用寿命更长，出现热失控的概率更小，同时成本也更加低。但也存在导电性差、电压低、能量密度低、低温性能差和SOC检测不准的问题。

　　仔细分析这两种电池的优缺点，不难发现，三元锂电池和磷酸铁锂电池仿佛处在两个极端，形成了一种互补关系。

　　蔚来的三元铁锂电池正式看到了这两种电池的结合体，对两种电池的缺点都做了一定程度的弥补。

　　相比于磷酸铁锂电池，三元铁锂电池的低温性能会更加突出一点，蔚来官方给出的数据显示，三元铁锂电池的低温续航损失降低了25%。

　　三元铁锂电池同时还弥补了磷酸铁锂电池SOC估算不准确的问题，将误差降低到了3%以下，这样的数据已经和三元锂电池基本一致。

　　同时，在搭载了蔚来75kWh的三元铁锂电池之后，车辆的续航较70kWh的三元铁锂电池也有所提升，全系车辆均可提升30～35公里。

搭载三元铁锂电池后，蔚来全系车型续航均有提升

　　在成本方面相比于三元锂电池也有了明显的下降，虽然蔚来的75KWh电池包和之前的70kWh电池包的售价一致，但是在容量上又了5kWh的提升，整体来看，成本还是有降低的。

　　而在能量密度方面，蔚来的三元铁锂电池也有了不小的提升。蔚来方面的数据显示，三元铁锂电池的能量密度相比磷酸铁锂电池提升了14%，可以达到了142Wh/kg。

　　但从本质上来看，三元铁锂电池更加接近于磷酸铁锂电池。一位行业人士告诉车东西，与三元锂电池相比，三元铁锂电池仍然降低了能量密度，牺牲了低温特性。

　　而且在电池衰减周期方面，蔚来的三元锂电池包的电池衰减速度会略高于三元铁锂电池，如果从长期来看的话，三元铁锂电池包的衰减周期会和三元铁锂电池持平，优于磷酸铁锂电池。

　　此外，由于三元铁锂电池的容量比之前的三元锂电池增加了5kWh，所以三元铁锂电池的重量也有所增加。

　　今年以来，随着特斯拉、比亚迪等车企的推动，磷酸铁锂电池的产量和装机量也开始水涨船高，也有越来越多的车企开始选择磷酸铁锂电池，但磷酸铁锂电池固有的能量密度低、低温性差和SOC检测不准的信息仍然存在。

　　蔚来的三元铁锂电池则对这些问题都做了一些弥补，让磷酸铁锂电池的性能进一步增强，在更多的地区都能够使用。

电池技术的探索仍未止步

　　随着汽车四化的深入进展，电动汽车已经成为一个主要的发展趋势了，作为电动车核心零部件之一的动力电池的作用也越发凸显。

　　但动力电池行业的发展却遭遇了一定的瓶颈，最近几年，主要的技术路线就一直在磷酸铁锂电池、三元锂电池之间转换，但这两种动力电池均存在一定的短板，行业始终无法找到一种更加均衡的动力电池。

　　蔚来推出的三元铁锂电池，将三元电池和磷酸铁锂电池进行了创新性的融合，给行业提供了一条思路，但这一产品目前还没有装车，最终用户体验究竟会如何还不好说。

　　从动力电池的长期发展来看，三元铁锂电池也只是其中一个折中的方案，并不能代表动力电池的最终形态，在动力电池研发的道路上，电池企业和车企仍有很长的道路要走。

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