我第一次聽三元磷酸鐵鋰這個方案,是聽C家前瞻的經(jīng)理說的。這個方案最大的優(yōu)點是降低了熱失控隔熱的成本,也可以比單純鐵鋰多一些電,用兩套BMS的管理來做。我當時的判斷是:沒必要用這么復雜的技術去做這個方案。
我個人的理解蔚來選擇這個方案的理由主要是:
(1)有效降低成本:之前蔚來70kwh的制造模式,是從寧德時代購買模組,然后去正力蔚來組裝,整體的成本按照估計是在1塊每Wh以上。這里貴在原來模組的降價空間很低,是0.8-0.9元/Wh以上,加上Pack成本,算算可高了。而這套基于主要鐵鋰CTP大模組的方案,可以有效降低成本,預期能到0.75-0.8元每Wh左右,這將為后面蔚來出牌奠定基礎。
圖1 使用鐵鋰是全行業(yè)降本策略,不跟是不行的
(2)提供給用戶的能量:給用戶換成鐵鋰的,如果能量減少,這個事情就比較麻煩了。電池包的數(shù)據(jù)增量,我們可以從某個電池系統(tǒng)來做對比(我僅僅只是做個參考),兩個電池設計的共通性就是整體包絡不變。
蔚來 70kwh(355模組)=>6模組(CTP)的68kwh全鐵鋰版本=>6模組(CTP)的75kwh的混合版本
某個電池 52kwh(355模組)=>6模組 Ni55的70kwh版本,鐵鋰版本420公里,也是在50kwh基本和這個持平,略少一些
我理解在電芯的體積能量密度下,即使做了CTP,絕對容量很難做得上去,然后即使是可用能量窗口,一個可能是85%,一個是92%,差距在7%左右,但是客戶心理來說,比幾年前的70kwh還少,這個技術迭代雖然說起來好聽,但是電少了。所以在少2度電還是多5度電,對于蔚來來說非常重要。但是這7kwh是怎么加出來的,特別是按照后面的說法容量并不是一致的到底怎么加出來,我還要琢磨下。
備注:在這條線里面,寧德時代推薦方案是關鍵的串聯(lián)要素,他們的推薦開始決定整體的格局走向。
圖2 這個混合電池包的設計和100kwh的設計不同,倒是和某款設計相似
一、蔚來工程師做了什么
我能理解蔚來的工程部門,在有限的空間里面做了什么。所有從三元切回鐵鋰的工程師都有幾個核心的問題:SoC估算怎么辦,低溫怎么辦?后續(xù)不同種類電芯膨脹不同怎么辦?
(1)SoC怎么算
從分工來看,蔚來的BMS團隊是自己做軟件的,所以對鐵鋰這事情,是有挑戰(zhàn)的。而基于之前的兩個理由,木已成舟的情況下,怎么做好,選擇把三元和鐵鋰混合。我的理解這里應該是電芯的尺寸是一樣的,三元的容量高,但是三元鋰的使用窗口只用了10-90%,留了20%沒用,三元只用中間一段。這里用四個電池,最主要是使用原有的三元電壓斜率最優(yōu)段來校正整個鐵鋰的全部區(qū)間。
在這里最有趣的地方還有平衡三元電池和鐵鋰的循環(huán)壽命的差異,這兩個差一半。蔚來現(xiàn)在的做法是三元容量大開低SoC窗口,鐵鋰開大容量窗口。
圖3 這個圖的特點是,兩個電池的尺寸是一樣的,三元電池的容量是大于鐵鋰
(2)模組布局和熔絲的布置
在寧德推薦的方案中,是有各種間隔的布局,但是目前來看,蔚來的方案是以磷酸鐵鋰為主,三元主要增加7kwh,所以個數(shù)是有限的,主要在6個模組也就是24個電芯的增量上來做替換。當然這里可能需要實物拿到以后做一些確認,這張示意圖讓我困惑了好久。
圖4 蔚來的布局
現(xiàn)場發(fā)布會上特意強調(diào)了熔絲盒子。我的理解原有的配電盒和BMS都在前端,因為換電的位置是確定的,在這里中間的那個模組(CTP下可能叫電池塊)的長度和兩邊不一致,這里留出了主熔絲位置。所以這里6個電池塊的尺寸是不一致的。
圖5 一些細節(jié)
(3)DCDC是什么?
發(fā)布會上強調(diào)了DCDC的作用,這里我現(xiàn)在也沒看明白是啥意思。當然可能有兩種,一個是給電池檢測和電池均衡專門開了一個DCDC,來進行均衡。那這個DCDC來做主動均衡的可能性比較低,就是單獨給電池包一個不斷電的機制來做均衡策略。
(4)低溫管理
現(xiàn)場的說法是開發(fā)過程中,通過大數(shù)據(jù)找到自己家電池容易冷的部分去調(diào)整放置三元的位置,經(jīng)過多次測試和試驗。
圖6 就是通過感溫的設計來做均衡溫度設計
小結:我感覺還要花點時間多想一想這個電池包的設計,挺有意思的。