磷酸铁锂的安全性能远高于三元锂,热失控的可能性大大降低,但因为两种配方电池混用,电控难度增加了非常多。
磷酸铁锂本身的循环寿命就比三元锂长,而三元锂循环寿命短是因为电压范围用太尽了,经常满充会造成负极锂枝晶生长速度过快。
以NCM三元锂为例,一般锂离子动力电池的标称电压在3.7V左右,工作电压范围宽达3.0-4.2V,换成磷酸铁锂配方之后,标称电压降低至3.2V,工作电压范围在3.0-3.3V之间,充电的终止电压只有3.6V左右。
如果把这套混合电池的电压都标成磷酸铁锂的3.6V,三元锂就不需要用尽电压,锂枝晶生长速度变缓。在蔚来这套电池上,三元锂的电量只用了10%-90%这部分,上下共计10%没用,可以利用电压斜率优段来较正整个铁锂的全部区间。磷酸铁锂配方可以减少稀有金属的使用,减少环境污染负担。
这批可以增加续航的75kWh新电池会陆续铺到全国各换电站,换电群体可以免费获得,新购车用户也可以选这款新电池,跟老款是同价的。
为什么汽车动力电池密封胶内部分换装成本更低的磷酸铁锂之后,没有降价呢?虽然部分电芯价格下降,但电控难度增加了,加了很多料才能造出来一款混合电池。
当前我们正在使用的磷酸铁锂配方电池,全称磷酸铁锂锂离子电池,属于锂离子电池的一种。正极即是上文提到的LiFePO4,可见磷酸铁锂的主要反应机理是由正极决定的,所以命名源于正极材料。
磷酸铁锂配方的优势
A、一款真正的“无钴”锂离子电池。
B、循环寿命长。
C、热失控概率低,安全性能好。
D、成本比三元锂大约低19%。
E、没有记忆效应,有研究团队认为有且几乎可忽略)。
我们都知道,当前没有一款完美的动力电池,三元锂又贵又易燃,磷酸铁锂腿短且冬季不经用,混合多种主流配方电池的方案其实早在多年前就有车企提出,其中不乏大众集团这种行业巨子,但还是由蔚来给定制出来了。
因为低温性能不佳,所以磷酸铁锂电池的热管理系统变得尤为重要,高效率的方式是采用PTC电阻来给电池包加热。虽然会耗费一定的电量,但也好过因为低温导致内部活性物质电化学性能大幅降低带来的续航锐减问题。
磷酸铁锂电池正极的导电性本身就不佳,在低温环境下更是容易发生极化,电解液粘度增加并增加锂离子的迁移阻抗,导致电池内部结构的崩塌,电池损坏。
双体系控制算法: 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,保证低温性能。混合配方电池包的结构虽然被公布了,但算法是内部资料,其他车企想要复制蔚来的电池,还是绕不过算法机密。
耦合电池产热智能热管理: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,达到能耗小与驾驶体验的平衡,提升低温性能。
全散热路径物理阻隔: 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。
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