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1、双体系控制算法 蔚来需要解决的首个核心问题：磷酸铁锂（LFP）电芯SOC估计不准确的问题，因为如果SOC估计不准，在放电时整车就无法为用户提供实时、正确的电量信息，导致续航差异过大；在充电时，充电时间估计不准或无法充电。根本的原因在于LFP的OCV－SOC曲线大部分区间太过平缓，这个在《Model 3 LFP低温快充策略的更新》已经提到过，比如下图中的红线电压数值，但对应的X轴SOC却有多个。 而三元电芯，在整个SOC区间内的曲线斜率都是较大的，与电压可以做到一一对应。但磷酸铁锂在放电末期（如<5%>95% SOC）它的OCV-SOC曲线斜率是非常大的，能够非常好地估计出SOC，所以对于磷酸铁锂往往会选择在满充的条件下进行SOC的校准。 三元和铁锂电芯的这种特性，让蔚来想到了混搭两种电芯，以提高对磷酸铁锂电池SOC的估计精度。具体地说，就是利用三元电芯较大的曲线斜率+磷酸铁电芯在曲线两端处的较大斜率来复合成整个电池系统的SOC估计，这就是蔚来AB电池的双体系控制算法。 简单的例子来看，比如： （1）在5%－95%的SOC情况下采用三元电池的OCV对整个系统的SOC进行估计； （2）在0-5%或95%－100%的SOC时，采用铁锂和三元电池的OCV对整个系统进行SOC的估计。 实际的算法要比这复杂的多，而且还要考虑在后期的使用过程中，铁锂电芯和三元电芯不同衰减情况下，对SOC估计策略的调整，这部分可以参考蔚来的专利CN112599932A。我觉得双控体系控制算法的核心在于完成三元电芯SOC到整个系统SOC的映射关系。 AB电池技术的优点有很多，最重要的两点可以概况为：可以兼顾能量密度与安全、可以实现低成本（的铁锂）与好的用户体验。 从蔚来当前75kWh电池包三元－铁锂的配比来看，三元电芯只是很少的一部分，也就是说这个阶段，三元电芯的主要作用在于为铁锂电池系统提供一个更为精确的SOC估计。这个效果相当明显，蔚来给出的数据显示，SOC精度误差从10%降低至3%。 本质上，蔚来75kWh这个方案就是奔着低成本去的，所以它磷酸铁锂的配比一定是占绝对优势，这个配方的成本是可以大幅度下来的，这部分利润蔚来可以选择让利给消费者（降价）或留给自己（不降价）。 2、低温保温和加热技术 这个主要是为了解决磷酸铁锂的另一个问题，低温性能差。特斯拉的应对策略是预加热，蔚来的应对策略是：保温+主要加热。 概况地讲：在结构上，尽可能降低电池系统所有零部件对外的导热性；在材料上，增加相应的隔热材料，进一步隔离外界与电池包的热交换（这就是蔚来所说的“全散热路径物理阻隔”，它主要运用低导热材料和创新的结构设计）；在加热方面，选择具有热辐射式的方案，非接触式。 另外，就是三元电芯的布置、主动加热器的布置，通常来看，低温环境下，四周的电芯温度是相对低的，所以三元电芯会优先选择布置在四个角；而加热应该是布置在了3个侧边，如下图所示。具体的位置是经过仿真等最终来确定。 关于结构和材料这块，目前可以从专利上推测一二。蔚来可能在侧梁这个部件上进行些创新，选用了低导热材料，侧梁的横截面有加强筋设计，加强筋之间填充有吸能、隔热材料。 保温和加热这块其实亮点不是很多，业内大家也都是这些技术。 3、新一代CTP技术 蔚来的这个75kWh电池包采用的是宁德二代的CTP技术，即接近于电芯直接摆放在箱体内，从下图可以看出，整个箱体被分隔成6个区域，分别应用电芯的装配。 蔚来的上一代电池包100kWh的方案是宁德一代CTP的技术，可以看出它在新技术上的采用还是比较大胆的。蔚来所有的包必须能够兼容、换电，这个技术在不同的方案下一直能保持到现在，还是让人很佩服。 小结： 最后，我们来对比下特斯拉和蔚来对于采用磷酸铁锂的、如何解决铁锂固有问题的不同思路。 特斯拉的基本出发点在于快速降低成本，进一步推进车子的销量，所以它在原有的技术基础上没有引入过多的新技术（除了自已新开发BMS算法），而且基本是先下水再学游泳（即用户发现问题，然后快速OTA解决）；对于用户来说，是低成本、但性能上短期会有不好的体验。 蔚来的基本出发点在于降低成本，提高自己的单车利润，但不降低用户的性能体验，所以它的开发成本要高，引入了很多新的技术来解决铁锂的问题，是准备充份了再下水游泳；对于用户来说，售价没有便宜但性能上也不会差很多。 蔚来的这套AB电池系统究竟实际成效有多大，是否真能如其所述；到底是直截了当地上铁锂，还是软、硬件倍加呵护地来应用，我们大约在冬季就能知道结果。 DATA BACKUP 蔚来75kWh主要专利： 1、CN112582722A（PACK集成、加热+保温）; 2、CN112698223A（SOC算法）； 3、CN112599932A（SOC算法）； 4、CN112599891A（三元电芯布置+加热）； 加入知识星球知化汽车的百宝箱 可以下载公众号参考资料。 |
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