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“混搭模式”成為動力鋰電池系統新風向

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年12月28日  

近期,蔚來汽車(以下簡稱“蔚來”)宣布正式推出三元鐵鋰標準續航電池包,該電池包采用三元鋰配方與磷酸鐵鋰配方混裝的方式,相比于老款70千瓦時電池包,不僅新增了容量,還提升了循環壽命。有業內人士認為,蔚來這一舉措打破了三元鋰離子電池磷酸鐵鋰離子電池之間的界限,是有益嘗試。


競爭壓力催生新模式


中科院院士歐陽明高曾在九月公開表示:“三元鋰離子電池與磷酸鐵鋰離子電池混合,將成為動力鋰離子電池系統的新方向。”蔚來車是首個將這一系統商業化的車企。據蔚來官方介紹,該公司將磷酸鐵鋰電芯和三元鋰電芯組成的組合型電池模組,用串聯連接的方式集成在一個電池包內,從而構成了“混搭式”電池系統。


其實,動力鋰離子電池“混搭”的趨勢早有體現。今年七月,寧德時代公布了鈉離子電池,在系統創新方面,同樣開發了AB電池系統解決方法,即把鈉離子電池與鋰離子電池兩種電池按一定比例進行混搭,集成到同一個電池系統里,通過精準算法進行不同電池體系的均衡控制。


那么,動力鋰離子電池“混搭”趨勢出現的原因是什么?新能源與智能網聯汽車獨立研究者曹廣平認為,當前動力鋰離子電池原材料價格上漲,新能源汽車整車補貼逐漸退坡,競爭壓力催生新技術乃至產品變化的新方向。


“現在三元鋰離子電池原材料里的鈷和鎳都是進口的,近期漲價較為厲害,尤其鈷元素的地球儲量有限,按照現在新能源汽車的發展速度,2025年地球上的鈷元素將供不應求。而動力鋰離子電池‘混搭’模式能把一部分容量用不含鈷的磷酸鐵鋰代替,減少鈷元素需求。”北方工業大學汽車創新中心研究員張翔指出。


行業發展過渡措施


“由于目前電池的技術路線各有優劣,單打獨斗都很難完全達到用戶對車輛性能的需求。”曹廣平認為,當前鋰離子電池的各條技術路線已接近于理論上的儲能密度天花板,電池“混搭模式”是最后合力頂起“行業發展天花板”的過渡措施。


根據蔚來官方消息,與主流三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池相比,三元鐵鋰標準續航電池包低溫續航損失降低25%,實現整包低溫性能提升;同時相比原三元鋰70千瓦時電池包,三元鐵鋰標準續航電池包做到了同體系能量密度提升14%,也使得ES6、ES8等各款汽車的續航里程相應的新增了30-35公里,缺點是重量有所新增。


安全性方面,三元鐵鋰離子電池繼承了磷酸鐵鋰離子電池的優勢,確保在熱失控后不會引發連鎖反應至起火爆炸。


事實上,無論是蔚來的三元鐵鋰離子電池包,還是寧德時代的鈉鋰離子電池包,這類AB混合電池包都能夠降低成本、彌補能量密度短板,兼顧發揮兩種電池材料的綜合優勢性能。


同時,張翔也提出,“混搭”會新增系統復雜度,導致開發成本的新增。“以前沒有出現過動力鋰離子電池‘混搭’,原因在于汽車的設計要簡單化不是復雜化,三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池的特性以及材料都不同,導致單體電池的電壓、放電電流以及充放電的特性都不同。現在把這兩種電池放在一起混搭,其控制系統會非常復雜,電池體積也會增大,總體來講這種做法目前還有待商榷。”


適用于利潤空間較高車型


業內有分析認為,蔚來、寧德時代目前只是率先公布了創新思路和技術,未來AB混搭的電池方法也會繼續跟隨迭代升級。


“目前,‘混搭’的電池在成本、安全、一致性、電池管理、電池熱管理、標定、壽命等方面的工作,電池公司乃至車企都在做,完全試驗裝車成功乃至量產還要一個過程。理論上說,兩類電池性能上互補后總體性能越優,成本都較低,才是占優的路線,實踐中也必須追求這一點。”曹廣平表示。


曹廣平還指出,當前判斷電池混搭路線是否可行的關鍵,是電池“混搭”后的綜合性價比。“電池混搭時,會出現為兩類電池的組織開發、生產工藝、質量控制等付出的兩類運營成本。在電池內部的設計上,也會有兩類電池的設計和兼容乃至融合的軟硬件開發成本,這些成本上的提高換來的綜合性價比更高才有意義。”


同時,張翔提醒:“因為蔚來的車型售價較貴,利潤空間較高,因此做這種復雜的‘混搭’系統具備可行性。但假如是在一些10—20萬左右的車型上就不合適了,新增其系統成本,競爭力就會下降。另外,‘混搭’系統在電池容量較大的情況下才能擁有優勢。”



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