钜大LARGE | 点击量：709次 | 2023年07月24日
铁锂、三元哪个更安全？蔚来或将掀起PACK混搭风
9月23日，蔚来召开电池技术沟通会，正式发布75kWh三元铁锂电池，详细介绍了磷酸铁锂+三元锂的AB电池。这也是行业内首次将两种电池结合起来并进行量产的方案，为车企提供了一个新思路。
蔚来三元铁锂标准续航电池包75kWh在蔚来App上线后，用户留言最关心两个问题：
为什么多了5度电？电池低温衰减如何？
电池一旦沾了磷酸铁锂，自然大家就觉得成本降了。事实上，从降低成本方面考虑，大多数企业会选择直接上磷酸铁锂电池，比如特斯拉，用磷酸铁锂并增加续航降低售价，就一下子堵住了用户的嘴。
但是蔚来却选择了一种更为复杂的方式。三元+磷酸铁锂，外加5度电，价格不变，可是很多用户还是觉得亏了。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
对于5度电的质疑，主要来自于磷酸铁锂电池成本更低，性能不如三元锂电池，所以很多用户觉得，蔚来多送5度电是为了找补一下。
那就先说说三元铁锂标准续航电池包75kWh的来历。
三元铁锂标准续航电池包（75kWh）
多送5度电背后的用户思维
从9月23日14时开始，三元铁锂电池包（75kWh）正式开放预定，蔚来新购车用户可以选择三元铁锂标准续航电池包（75kWh）或者三元锂长续航电池包（100kWh）。
如果按照预期，应该是一款68kWh磷酸铁锂电池包在一年前与100kWh三元锂电池包一起发布，但是生生被蔚来创始人、董事长、CEO李斌否决了。
68kWh磷酸铁锂电池包是典型的研发角度和成本角度出发，这太不用户型企业了。所以李斌提出了一个想法，“如果多送5度电呢？”
多送用户5kWh，加量不加价，这才符合用户型企业蔚来的宗旨，所以，推翻重来，延迟一年，蔚来推出了三元铁锂标准续航电池包75kWh。这样，相比此前三元锂70kWh电池包，同一车型的标准续航还可以增加35公里。
其实，在今年Q1的财报会议上，对于是不是会采用磷酸铁锂电池的问题，李斌也回答过，磷酸铁锂电池的成本优势很高，但在此之前，蔚来会先解决铁锂电池的用户体验，这将是核心基础。
三元+磷酸铁锂这种混装形式，蔚来是全球首家量产下线。采用了部分磷酸铁锂看似降成本的方式，其实对于技术开发的难度大大提高了，从电芯分布形式、双体系电量估算，到新一代CTP（CelltoPack）技术，都是全新的设计和技术，蔚来在搞定这个新电池包的过程中，同时获得了十多项专利及专利申请。
并且由于生产制造过程的成本也有所提高，所以整个电池包的成本并没有下降。
所以从最终结果来看，价格不变，续航里程增加，并且BaaS价格、换电权益、续航升级权益等与原三元锂70kWh电池包车型相同，所以用户确实不亏。
负责研发三元铁锂电池包的曾士哲说，在实际研发中，所有的技术研发和设计都是基于用户反馈的大数据进行的。“甚至我们相信75kWh三元铁锂电池会比很多友商的三元锂电池好很多。”
在研发和设计阶段，蔚来就会每周根据用户反馈，对三元铁锂电池包做相应的改变和闭环。
但是，对于这种新型混装形式，实际表现究竟怎样，终究还是有疑问的。
长久以来三元锂电池和磷酸铁锂电池都有着各自明确的优缺点，像磷酸铁锂电池在耐低温能力和能量密度方面较差，三元锂电池则在安全性能等方面较弱。根据官方消息，与主流双雄三元锂电池和磷酸铁锂电池相比，三元铁锂标准续航电池包低温续航损失降低25%，实现整包低温性能提升，并且在SoC预估方面，采用了双体系SoC算法，将传统铁锂SoC计算误差从10%降低到3%；同时相比原三元锂70kWh电池包，三元铁锂标准续航电池包（75kWh）做到了同体系能量密度提升14%，也使得ES6，ES8等各款汽车的续航里程相应的增加了30-35KM。但是缺点也是有的，三元铁锂标准续航电池包（75kWh）整体电池包的重量有所增加。
磷酸铁锂和三元锂电池哪个更安全，磷酸铁锂和三元锂电池的区别？
一、磷酸铁锂和三元锂电池的区别
磷酸铁锂电池
简而言之，就是以磷酸铁锂作为正极材料，石墨亦或碳作为负极材料，正负之间允许电子相通，而金属离子则不能通过隔膜材料。
三元锂电池
三元锂电池通俗来说就是以三元复合材料作为正极材料，并以碳硅复合材料作为负极材料，隔膜材料与磷酸铁锂电池的隔膜材料一致。三元锂电池由镍钴铝、镍钴锰两种技术路线。
二、磷酸铁锂和三元锂电池的优缺点
磷酸铁锂电池
优点：
磷酸铁锂作为动力电池有高温性能和安全良好，当电池在放电的过程中，内部温度比外部温度高出30度，这个时候的电池依旧完好如初，一旦电池内部结构遭受损坏，不用担心电池出现自然、爆炸等危险。
不仅如此磷酸铁锂电池还有循环寿命长的优点，经过2000次以0.5C倍率充电、1C倍率电池充放之后，电池容量仍旧能保持在93%，由此可见电池的续航能力是多么强大啊！
缺点：
俗话说得好，凡事都有利有弊，磷酸铁锂电池好处多多，但是也不乏有弊端。首先要说的就是磷酸铁锂电池的能量密度，相比其它锂电池较低，在相同质量下，其续航里程则远不如三元锂电池。
由于磷酸铁锂电池具有良好的安全性和循环寿命长的优势，故此磷酸铁锂电池被广泛应用于公交车、出租车等。
三元锂电池
优点：
三元锂作为动力电池，能量密度相对较高。在相同容量下，三元锂电池的能量密度是磷酸铁锂电池的1.7~2.2倍。
不仅如此，三元锂电池体积更为轻巧，在相同电池容量下，磷酸铁锂电池和三元锂电池，后者要远比前者重60%。
三元锂电池除了以上两大优势之外，还有就是低温性能良好，在低温条件下，三元锂电池容量和能量衰减率都远比磷酸铁锂电池出色。
缺点：
三元锂电池自然也有不足之处，就是安全性相对较差，这种电池在200℃环境下会发生分化，内部的化学反应，在高温下则更为剧烈，反应过程中会产生氧分子，进而加剧电解液材料的燃烧。
如何突破技术瓶颈
那就先说最关心的低温衰减问题。
蔚来公布的数字显示，75kWh三元铁锂电池包采用了全方位保温设计，低温续航损失降低25%。当然，这是相较于磷酸铁锂电池的低温性能而言的。
解决低温衰减问题，从灵活的电芯排布方式，算法，到阻隔方式、主动热补偿等方式，蔚来都经过了全新的设计。
在电池包设计上，蔚来采用的是CTP封装设计。曾士哲说，这种设计上没有模组概念，而是根据大数据分析确定三元电池的位置，目的是把整个电池的温差降在三度以内，常用温和的工况可用做到1-2度以内，所以每个角落三元数量不一样的，前面两个、后面四个。
独创的双体系算法，根据三元和铁锂电池低温特性进行模型化控制，经过多轮标定，有效提升了低温下电池系统的能量使用效率。
同时，根据电池低温下内阻升高的特性，开发电池的产热模型，结合整车的热管理，动态调整电池控制目标，达到能耗最小与驾驶体验的平衡。
电池包整包所有散热路径进行热量流通分析，根据大数据分析得出极冷天气下的热量损失来源，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，有效提升驻车时电池的温度，避免电池温度低带来的能量损失。
在长时间极低温环境下，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工作温度。12小时极冷环境下，电池最低温度提升40%，温度均匀性提升60%。
同时，蔚来还要解决的一个问题就是SoC（车辆电池的荷电状态）估算问题。
SoC代表电池剩余可用电量占总容量的百分比，是电池管理系统中最为重要的状态之一，工程师可以根据SoC的数据，来匹配BMS算法，以达到准确显示电池系统剩余电量，缓解用户里程焦虑，SoC估算精度越高，越能显示真实续航水平。
但是相比于三元锂电池，磷酸铁锂电池SoC的估算精度并不高。而对于两种电芯混装的新电池系统，如何进行新电池系统SoC估算是对算法的巨大考验。
这里蔚来采用的技术方案是将三元电池的SoC上限和下限映射到电池系统的SoC区间内，以建立一组三元电池的SoC的上限、下限与电池系统的SoC区间之间的映射关系。
同时基于三元锂和磷酸铁锂的特性，如自放电的不同，首次开发大功率电池包内DCDC高低压转换系统，实现快速、实时、均衡的SoC校准。同时还具有降低静态功耗，延长电池寿命等多个特点。
通过算法、硬件、双体系电芯的有机结合，做到SoC的精准估算，将传统铁锂SoC计算误差从10%降低到3%。
简单来说，即使你照搬蔚来三元铁锂电池的电芯排布方式和阻隔方式，没有算法，一切都是白搭。
相比于三元锂70kWh电池包，重量重15公斤。
关于电池衰减周期：在第一年的使用周期内，三元铁锂标准续航电池包的电池衰减，会略高于原三元锂（70kWh）电池包，从中长期使用来看，二者衰减程度持平，整体均优于传统磷酸铁锂电池。
关于安全：分布在四周的三元电池触发后的高温热会传播，测试上蔚来做了很多升级测试包括多点触发，所以即便一次把两个点同时触发，也不会有问题。
在碰撞安全方面，曾士哲说，现在市面上很多电池包为了方便组装会把保险丝盒放在前端。但是如果前向的碰撞发生，有可能导致的短路点绕过前面的保险，引发危险。75kWh三元铁锂电池包把保险是放在最后端就能避免这个问题。
这一设计是在宁德时代的帮助下共同实现的，同时还在前舱加了结构梁，当整个车大力碰撞完以后还有空间，所以整个在碰撞安全性都有升级。
关于换电标定问题：蔚来的BMS软件里已经兼容了多种电池的初始标定设置，而且每一个电池包有自己的唯一ID，BMS会根据电池包的ID信息再进行识别对应，所以不需要重新设置，直接换上去之后，就可以自适应工作。
事实上，从用户角度出发，却并不能解决所有用户的问题。常常是一部分用户觉得很满意，一部分用户依然有诸多不满。
就如此次蔚来更换新电池包一样，用户依然分为两派。
蔚来舍弃磷酸铁锂电池，非要研发三元铁锂电池，不但给自己增加难度，还有点费力不讨好。
技术迭代的市场检验和用户认可总是需要一个过程，就如电动车的发展一样，没有技术迭代，电动车的使用体验就会始终停留在初级阶段，电动车市场也就不能经历飞速发展。电池技术作为提升电动车使用体验的一部分，也正在经历这一过程。
蔚来这次公布的和科技，总的来说就是用三元铁锂标准续航电池包（75kWh）来替换之前的原三元锂70kWh电池包，由于在三元电芯中混搭了磷酸铁锂电池电芯，所以毫无疑问会降低能量密度，然后再通过新一代CTP（CelltoPack）技术来实现空间利用率的优化来弥补这缺失的能量密度。
而往大的方面来看，这种混搭方案，不管是宁德时代的钠离子电池和锂离子电池混搭使用，还是蔚来的三元锂电池和磷酸铁锂电池混搭使用，都是一种新的趋势，想要做到合理的串联、并联以达到发挥各自特色，同时弥补各自的缺点。但是这种方式的混搭，会对BMS的算法提出更高的要求，因为要做到在单个不同种类的电芯上的电压、内阻、容量等方面进行匹配，所以稳定性也需要进行进一步验证，能否在未来成为新的趋势还是要经过实践检验才行。品玩，华尔街见闻，浩歌娱乐
