尺子防火林CTP，蔚来75KWH三元铁锂电池包三大关键词，全

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　　出品：电动星球News
　　作者：蟹老板本人
　　今天下午14时许，蔚来正式发布了传言许久的三元铁锂标准续航电池包（75kWh），并开始接受预订，预计11月开始向用户交付。
　　这也意味着从11月份开始，蔚来的交付车辆只会搭载了两款电池包：75KWH的三元铁锂标准续航电池包，以及100KWH的三元锂长续航电池包。
　　消息发布后，可谓是一石激起千层浪，车主和行业内都就此进行了激烈讨论。
　　有人点赞。
　　因为老车主同样可以通过换电站使用上75KWH三元铁锂电池包，以EC6运动版为例，NEDC续航可以从目前的430公里增长至475公里，相当于加量不加价。
　　也有人担心甚至开喷。
　　有人担心三元铁锂电池包不能解决铁锂电池（磷酸铁锂）的固有弊病，也就是低温下续航崩的问题。也有人觉得三元最珍贵的，认为五度电的差距不足以磨平三元锂与磷酸铁锂的成本差距；
　　那么，三元铁锂电池包技术到底是什么？真能完美解决铁锂电池冬季低温性能差、SOC估算不准等续航崩的问题？对于用户而言，是体验更佳了，还是更糟了呢？
　　今天上午，我们参加了蔚来75KWH三元铁锂电池包技术的Workshop，现在就拆碎了来聊聊会上得知的讯息。
　　以下Enjoy！
　　一、用户体验第一
　　全球范围来看，磷酸铁锂可谓是卷土重来。
　　上面这张图是2021年的国内动力电池装车量统计。从增速来看，磷酸铁锂同比增长338。6，远超三元材料的111。2。8月份的装车量，磷酸铁锂更是远超了三元材料。
　　八月底，特斯拉CEO马斯克也在推特上盛赞铁锂电池：铁锂电池的使用体验和三元电池一样！而且它可以充电到100。详情请看我们此前的报道（马斯克盛赞磷酸铁锂电池好，三元里要完？）
　　但是，磷酸铁锂电池包因为其材料特性，也存在许多影响用户体验的问题，譬如SOC估算不准，又譬如冬季低温下性能不佳。
　　尤其是SOC估算不准，让磷酸铁锂的用户体验有时很糟糕。
　　我们在实测某磷酸铁锂版本车型时，就出现过SOC还剩下20，突然骤降到5的情况。实际跑一公里，表显续航最多时能掉10公里。
　　为什么这样？因为SOC（荷电状态）的估算大多要依赖开路电压的校准。
　　理论上，开路电压的曲线越陡，估算越精。但磷酸铁锂开路电压曲线如图所示，在大部分区间是平的，这就麻烦了。这也是表显续航突然崩了的关键原因。
　　今天上午，蔚来电池系统副总裁曾士哲在Workshop上就透露，他们曾开发过68KWH的磷酸铁锂电池包，但被蔚来高层直接予以否决。原因，就是用户体验不过关。
　　而在此前的财报电话会议上，李斌也曾表态：磷酸铁锂的成本优势是毫无疑问的，但在成本之前，解决好用户体验是蔚来使用磷酸铁锂的前提。
　　那么，这次发布的三元铁锂技术，真的解决好了用户体验？
　　二、尺子、防火林和CTP
　　其实，早在今年4月，中国专利局就曾公开过蔚来的一项专利申请：一种电池系统、用于其SOC估算方法以及计算机装置和介质。曾士哲就是发明人之一。
　　今天，他告诉我们，蔚来磷酸铁锂电芯大规模上车，其实比预期推迟了一年多。原因，就在于他们必须攻克磷酸铁锂低温性能差、SOC估算不准的行业难题。
　　而在他们研发出三元铁锂电池包技术之前，所有的供应商都没提供有效的可行方案。
　　有一次做实验，我们突然想到，可以将三元锂电芯做了尺子，是的，标尺，就能解决磷酸铁锂SOC估算不准的问题。曾士哲说。
　　那么，我们就先从尺子讲起。
　　1、尺子
　　在三元铁锂电池包中，三元锂电芯首先是作为标尺存在的。
　　简单来说，就是磷酸铁锂的SOC虽然估算不准，但三元锂的SOC估算准呀。那就用三元锂SOC的上限和下限去做映射，从而实现整个电池包的SOC估算准确。
　　上面这张图，就是将三元作为估算标尺的示意图。大家注意看图片左边，三元电芯的上限和下限都要比磷酸铁锂电芯多很多。
　　之所以这样，是为了必须做寿命匹配。
　　磷酸铁锂电芯相对使用周期长，三元电芯相对使用周期短。但通过不满充满放，三元电芯的使用周期可以与磷酸铁锂电芯对齐，从而实现在第一年的使用周期内，三元铁锂标准续航电池包（75kWh）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。
　　从我们现场了解的情况来看，一块75KWH三元铁锂电池包总计使用了14块三元电芯，分布在如图的四个角上。
　　这样布置的另一个好处是，在主动热管理时，三元电芯这样的布置，会让整车的温度均匀性更好。
　　接下来要说的是这张图。
　　红框框中的部分是电池包内置的大功率DCDC。这是在三元电芯作为校准标尺外的另一件利器可实现快速、实时、均衡的电量校准。
　　曾士哲说，内置DCDC是他们在三年前开始研发的，现在看好处非常多。有了内置的DCDC，就不需要去唤醒整车或者使用小电瓶来做电池的自检均衡。
　　整车下电时电池不下电。
　　内置的DCDC今后可能会拓展到蔚来所有的电池包，无论是安全性、云端BMS的精准校准，还是用户体验、寿命等各个方面，蔚来电池的表现都会得到提升。
　　至于SOC最后的估算精度，蔚来表示，三元铁锂电池包的电量估算精度实现了与三元锂电池一致，误差降低至3以内。
　　2、防火林
　　低温性能差是磷酸铁锂的材料特性，因此它的热管理变得比三元电芯更为重要。
　　这次在Workshop上，蔚来提出的解决办法主要有两个。
　　其中的被动热管理，被曾士哲形象地称为防火林也就是上面图中说的全散热路径物理阻隔。
　　这是一套非常精妙的物理阻隔系统。
　　他们首先是对电池包的主体框架穿了个外套。图中红色标记的部分，就是外套，一种柔软的保温材质。
　　曾士哲说，这些点都是通过科学测量得出的。电池的散热就像一个瓶子在漏水，需要知道漏点在哪里。而这些漏点，与蔚来可换电的电池包结构也是紧密相关的。
　　为此，他们在测试时，在电池包周边布置了300多个传感器，去测量热通量，也就是漏点。
　　这张图中的黄色部分则是另一种保温材质。但与其他厂商不同，蔚来将这层材质贴在了框架上，而不是电芯上。
　　之所以这样，是因为这样才能起到防火林的作用，确保在低温情况下的热量传导可控。
　　他们甚至还把电池包的外部框架做了切断。如上图红框标识部分。目的，同样也是为了避免热的传导。
　　通过这样的主动热管理，三元铁锂电池包能够在低温条件下，相比磷酸铁锂电池包低温续航损失降低25。
　　说完被动热管理器，接着来说主动热管理。
　　首先是通过均匀加热电芯的方式，来实现整车温度均匀性的提升。蔚来给出的数据是温度均匀性提升了60，电池最低温度提升了40。
　　曾士哲说，通过这样的辐射式主动热补充，他们可以在极寒条件下，将电池包的静置温度控制在零下五度左右。
　　之所以是零下五度，是因为根据算法测量后发现，这才是电池包需要的温度。太高了，在加热时消耗的能量不划算；跌破这个点，损失也会很大。
　　在内蒙、东北，只要稳住这个点，整体续航提升是非常惊人。
　　热管理最后要说的是这张图，双体系控制算法。
　　在Workshop上，曾士哲说布局、思路大家都可以学，但真要做出来，算法才是关键。
　　譬如，你需要结合电池产热动态调整热控制目标，平衡驾驶体验和能耗；
　　又譬如，需要结合每个人驾驶习惯，每个用户设定个K值，去决定怎么控制角落的温度，怎么控制面的温度等等
　　这些都是别人学不了的，他们自己也调试了七八月。被动、主动、包含了算法、大数据，综合在一起，才能攻克的。
　　甚至，仅SOC的估算，整套算法已经是传统SOC算法的十倍。
　　要实现了优秀的低温续航表现和精准的电量估算能力，为用户提供与三元锂电池包同级的性能表现，不仅仅是硬件，其实也包括算法这样的软件。
　　这才是自研的力量。
　　3、CTP
　　CTP本质上是工艺和结构的变化。在此前的100KWH电池包上，蔚来已经使用了宁德时代的CTP技术。
　　曾士哲说，他们其实也用刀片电池做了实验，整体容量可以再提升，但重量却会上去。此外，与宁德时代的合作，曾士哲也给予了高度的评价。这也是三元铁锂电池包最终选用CTP的一个很重要原因。
　　从数据来看，三元铁锂电池包采用了新一代的CTP技术，制造装配简化10，体积利用率提升5，能量密度提升14，达142Whkg。
　　毕竟不是宁德时代的主场，相关的技术细节，这场Workshop并没有展开来说。
　　三、充满期待
　　这是一位微博朋友两小时前发出的内容，我看到觉得很有道理。
　　作为EC6的车主，我其实对三元铁锂电池充满期待。
　　一方面因为下图，EC6性能版的NEDC续航提升至了475公里，我想尽快能够在换电站换上。
　　一方面也是因为蔚来在电池技术上展现出了软硬一体化的能力。而EC6目前的高级辅助驾驶能力，在3。0之后，我也明显感觉到了稳定性、可用性的提升。
　　当然，我也看到蔚来社区内有人有不同意见，在算一下小账。
　　我认为社区应该有不同的声音。但具体到三元铁锂上，扎扎实实两年的纯自研不是投入？不是成本？算法不是价值的一种？成本不是包括了硬件，也包括了软件吗？
　　有一些算账的方式，其实真没有必要。
　　关键还在于实测，在于蔚来放出的这些指标，最终是否证明在日常驾驶、在极寒条件下有好的表现。
　　包括但不限于：
　　1、相较于磷酸铁锂电池包，低温续航损失降低25；
　　2、电量估算精度与三元锂电池一致，误差降低至3以内；
　　最重要的，是能不能持续让用户拿到电池技术进步带来的红利。
　　蔚来的Flag立在这里了，回头一定实测下。