探尋蔚來三元鐵锂：奇妙組合卻有神奇魔力

動力電池作為新能源汽車的“命脈”，品質、供應、成本無不影響新能源汽車整體的發展。在整車企業中，蔚來汽車總是走在行業探索電池的前列，去年11月裝車傳遞的三元鐵锂電池，正是這種探索下的産物。

去年9月的一場溝通會上，蔚來電池系統副總裁曾士哲透漏，随着磷酸鐵锂市場應用擴大，此前釋出100kWh三元锂電池時，蔚來電池團隊就已經完成了68kWh磷酸鐵锂電池包研發工作，但磷酸鐵锂相較于三元锂在低溫性能和SOC估算方面存在着一定差距，團隊上報後，董事長李斌否定了該方案，原因是‘蔚來是一家服務使用者的車企，推出該電池無法給使用者交代’。為此，蔚來汽車電池研發團隊尋找新的方向，曆時1年多的時間，團隊研發出了由三元锂電芯+磷酸鐵锂電芯混裝組成的三元鐵锂電池包，這也使得蔚來成為行業首家将三元鐵锂技術量産的車企。

在動力電池品類當中，三元锂電池和磷酸鐵锂電池是目前市場上最常見的兩類，蔚來的三元鐵锂電池到來之前，它們泾渭分明，互不“打擾”，但是自身的實體特性讓它們有長處，也有短闆，正因如此，蔚來将它們二者有序組合在一起，混裝成為新的電池組類型。那麼這種奇妙的組合，會帶來什麼樣的表現呢？

衆所周知，磷酸鐵锂電池的優勢在于安全性能好、循環壽命長，而且成本也比三元锂電池要低，而劣勢則在于低溫性能不佳、SOC測量精準性差，并且能量密度也不如三元锂電池。蔚來的三元鐵锂電池，通過使用三元锂與磷酸鐵锂混裝的方式，對兩種電池進行取長補短、優勢互補，進而相比于老款70kWh電池包有續航與循環壽命上的提升，75kWh容量的電池包相較老款電池包能夠提升約35km的綜合續航裡程。

前不久，有媒體測試了搭載75kWh三元鐵锂電池的蔚來EC6在低溫中的實際表現，與一同測試的搭載磷酸鐵锂電池的特斯拉Model Y、使用三元锂電池的寶馬iX3相比，裝配三元鐵锂電池的EC6在低溫環境中，無論是在冷車高速行駛、冷車充電都有着優秀的表現。

把三元锂電池和磷酸鐵锂電池通過串聯的方式混裝在同一電池組中，看上去有些“腦洞大開”，但實際測試效果已經證明了這樣做的優勢。那麼，蔚來的三元鐵锂電池是如何解決磷酸鐵锂電池低溫性能差、SOC估算不準以及由電池混裝帶來的電控難題的呢？

剛才我們提到了，在低溫條件下，磷酸鐵锂電池的性能會遜于三元锂電池，是以，把磷酸鐵锂電池和三元锂電池這兩種不同材料體系的電池裝入同一個電池組，首先要面臨的是問題就是兩種電芯的耐寒性能不同。通過串聯方式組合在一起的兩種電芯，如果個别電芯溫度低于臨界溫度後，會導緻整個電池包的放電性能變差，不僅會影響車輛續航能力，同時也會對電池安全性造成影響。

為了能讓兩種電芯在低溫環境中盡可能保持相同的溫度變化，蔚來通過結構優化和布置隔熱材料兩種硬體管理方式，共同保證電池包内部的溫度均衡以及保溫性能。

生活常識告訴我們，車輛無論是行駛還是靜置狀态，電池包的四個角落都是受外界溫度影響最大的地方，是以，蔚來這這部分區域放置了耐寒性能更好的三元锂電池，其他區域則由磷酸鐵锂電池填滿，這就相當于給不經凍的磷酸鐵锂電池包了一層“棉被”。

當然了，電芯結構優化僅僅能夠被動的減少磷酸鐵锂電池受低溫環境的影響，想要更好的發揮性能，它們還需要一層“電熱毯”。在極端低溫環境中，蔚來三元鐵锂電池包将通過輻射式主動熱補償，均勻加熱電芯，確定整個電池包工作溫度的同時兼顧能耗。

除此之外，蔚來三元鐵锂電池在熱管理軟體層面也有所建樹。比如，基于蔚來大資料分析和雙體系控制算法，能夠充分利用三元锂電芯的低溫性能優勢和對兩種電芯的精準控制，提升整個電池系統低溫能量效率。外層包着“棉被”，裡面還有“電熱毯”持續升溫，還有大資料層面的軟體加持，最終讓整個電池包相比磷酸鐵锂電池包低溫續航損失降低了25%。

蔚來要解決的第二個，也是困擾很多車主的問題，就是磷酸鐵锂電池SOC估算不準的問題。弄明白蔚來的解決方法之前，我們需要先明白幾個概念，一是SOC是什麼，二是為什麼需要估算SOC。

SOC是英文單詞State of Charge的簡稱，意思是電池的荷電狀态，顧名思義就是指電池中剩餘電荷的可用狀态，一般用百分比來表示，我們也可以簡單的把它了解為電池容量。

那麼為什麼要估算SOC呢？在燃油車中，一箱汽油的所剩容量可以通過簡單的實體方法進行測算表示，再通過車輛系統對油耗分析，便可以得知車輛剩餘的續航裡程，這個資料簡單、線性，容易測算。而在純電動車中，電池的SOC無法像燃油車的油箱一樣可以通過簡單的實體方式進行估算，而如果無法準确估算SOC，系統将無法準确計算車輛的充電時間和續航裡程，極容易引起電池的過充或過放問題，進而引發安全隐患。是以，電動車精準的SOC估算十分必要。

目前，主流的電池SOC估算方法是安時積分法與OCV-SOC開路電壓對應法，關于這部分我們先按下不表，我們隻需要知道兩件事情，一是OCV與SOC存在一一對應關系，我們通過測量電壓OCV，就可以精确地知道目前SOC是多少；二是這兩種方法的結合讓我們可以更加準确的估算電池SOC。

理想很豐滿，現實卻很骨感。雖然我們可以通過安時積分法與OCV-SOC方法來估算電池SOC，但磷酸鐵锂電池本身的特性，導緻其OCV-SOC曲線在10%-90%區間中十分平緩，這也意味着其SOC估算精度很低，無法準确反映電池的放電情況。

如果按照磷酸鐵锂電池的SOC來估算整個電池系統的SOC，可能會導緻車輛續航裡程不準、電量突然降低等情況。不過幸好，三元锂電池的實體特性與磷酸鐵锂電池相反，其SOC曲線相對線性，進而更容易估算，這也就是為什麼搭載三元锂電池的電動車，在續航裡程的估算上要強于磷酸鐵锂電池電動車的原因。

明白了這些原理之後，蔚來的三元鐵锂電池解決估算不準的方法就很好了解了。三元鐵锂電池中的每個電芯之間通過串聯方式連接配接，蔚來新研發的雙體系電量估算法，以三元锂電池的SOC上限、下限來映射到整個電池組的SOC區間，也就是說測量整個電池組SOC的“标尺”，不再是數量更多的磷酸鐵锂電池，而是估算更準确的三元锂電池，進而使電量估算誤差降低至了3%以内。另外，蔚來的這套SOC估算技術還可以根據電池的衰減程度以及衰減速率來動态調整電池SOC區間，進而讓三元锂電池的SOC始終能夠準确反映電池系統的荷電狀态。

這樣，大量使用的磷酸鐵锂電池能夠有效降低整個電池組的成本，同時，三元锂電池也能借自身特性，幫助整個系統完成對電池組SOC的準确估算，可謂一舉兩得。

三元鐵锂這種巧妙的“混搭”風格，是蔚來不斷精進電池技術的最好展現。随着電池技術的持續更新，加上成熟的換電方式，讓使用者體驗随之提升的同時，也讓蔚來汽車豎起了電池技術壁壘。