“混搭模式”成为动力电池系统新风向

近日，NIO汽车宣布正式推出三元锂铁标准电池组，该电池组采用三元锂配方和磷酸铁锂配方的混合包装方式。与旧的70千瓦时电池组相比，这种电池组不仅增加了容量，而且提高了循环寿命。有业内人士认为，蔚来此举打破了三元锂电池和磷酸铁锂电池的界限，是一次有益的尝试。竞争压力催生了新车型中国科学院院士欧阳明高9月公开表示：“三元锂电池和磷酸铁锂电池的结合将成为动力电池系统的一个新方向。”蔚来汽车是第一家将这一系统商业化的车企。据NIO官方介绍，该公司通过串联将磷酸铁锂电池和三元锂电池组成的组合电池模块集成在一个电池组中，形成“混合”电池系统。事实上，动力电池“混搭”的趋势早已得到体现。今年7月，宁德时代（300750，股吧）发布了钠离子电池。在系统创新方面，它还开发了AB电池系统解决方案，将钠离子电池和锂离子电池按一定比例混合搭配，并将其整合到同一电池系统中。通过精确的算法，实现了不同电池系统的平衡控制。那么，动力电池出现“混搭”趋势的原因是什么呢？新能源与智能网联汽车独立研究员曹广平认为，当前动力电池原材料价格的上涨、新能源汽车补贴的逐步减少以及竞争的压力，催生了技术甚至产品变革的新方向。目前，三元锂电池原材料中的钴和镍都是进口的，最近的价格上涨幅度很大，尤其是在地球上钴储量有限的情况下。按照目前新能源汽车的发展速度，到2025年，地球上的钴将供不应求。北方工业大学汽车创新中心研究员张翔指出，动力电池的“混合”模式可以用无钴磷酸铁锂取代部分容量，从而减少对钴的需求。行业发展的转型措施“由于目前电池技术路线的优缺点，仅靠车辆性能很难完全满足用户的需求。”曹广平认为，目前锂离子电池的技术路线已经接近理论储能密度上限，电池的“混合动力模式”是共同提升“行业发展天花板”的最终过渡措施。据蔚来官方消息，与主流的三元锂电池和磷酸铁锂电池相比，三元锂铁标准电池组的低温续航损耗降低了25%，整体电池组低温性能得到提升；

同时，与原来的三元锂70千瓦时电池组相比，三元铁锂标准电池组在同一系统中实现了14%的能量密度提升，这也使ES6、ES8等各种汽车的续航里程增加了30-35公里。缺点是重量增加了。在安全性方面，三元锂铁电池继承了磷酸铁锂电池的优势，确保其在热失控后不会引起起火爆炸的连锁反应。事实上，无论是NIO的三元铁锂电池组还是宁德时代的钠锂电池组，这些AB混合动力电池组都可以降低成本，弥补能量密度的不足，并利用两种电池材料的综合优势。同时，张翔还提出，“mashup”会增加系统复杂性，导致开发成本增加。“以前从来没有动力电池的‘混搭’，因为汽车的设计应该简单而不是复杂。三元锂电池和磷酸铁锂电池的特性和材料不同，导致单个电池的电压、放电电流和充放电特性不同混合在一起，它们的控制系统将非常复杂，电池体积也会增加。总的来说，这种做法仍然需要做。审慎行业分析师认为，NIO和宁德时代只是第一个发布了高利润率车型的创新想法和技术。未来，AB混合动力的电池解决方案将继续进行迭代升级。目前，电池公司甚至汽车公司都在研究“混合和匹配”电池的成本、安全性、一致性、电池管理、电池热管理、校准、寿命等方面的问题。要想全面测试并成功安装，甚至大规模生产，还需要一个过程。理论上，互补的两种电池的整体性能更好，成本更低，这是主导路径。在实践中也必须做到这一点，”曹广平说。曹广平还指出，决定电池混搭路线可行性的关键是电池“混搭”后的综合成本效益“。当电池混合搭配时，这两种电池的组织、开发、生产过程、质量控制等方面都会产生两种运营成本。在内部电池设计方面，这两类电池的设计、兼容性甚至集成也会产生软硬件开发成本。”这些成本的增加将导致更高的总体成本效益比，张翔提醒：“由于NIO的车型更贵，利润率更高，因此开发这种复杂的‘混合动力’系统是可行的。然而，它不适合一些10万至20万元左右的车型。增加系统成本会降低其竞争力。此外，‘混动’系统只有在电池容量大的情况下才有优势。”

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