专利揭秘蔚来汽车三元铁锂技术

蔚来汽车近期公布了75kWh版本的三元铁锂电池组和相关发明专利。这是业界首款采用三元锂电池和磷酸铁锂电池两种材料混合方案的量产电池组。目前它已经可以随新车预定或者通过蔚来汽车的换电站进行预约。关于蔚来汽车的三元铁锂技术，随着小星通过相关专利来了解一下吧

↑蔚来汽车公布75kWh三元铁锂电池组

蔚来汽车提供了一种全新的专利电池技术，也就是此次上市的75kWh三元铁锂电池组。

蔚来汽车公布的发明专利通过提供一种电池包、方法和车辆来解决或者缓解现有单一电池材料中存在的技术问题。具体而言，根据该发明一方面的目的在于使电池包具有高安全性和低成本。另一方面的目的在于实现高精度SOC计算。它提供了一种电池包，所述电池包具有电芯组包括磷酸铁锂电芯和三元锂离子电芯，彼此串联设置。

↑蔚来汽车75kWh三元铁锂电池组细节

具体来看创新的核心是一种包含不同化学体系的电芯组合而成的高性能电池设计方案和一种提高磷酸铁锂电池包荷电状态测量精度的方法。

为了提高电池包能量密度，增加电动汽车的续航里程和功率输出，在相当长的一段时期里，三元锂离子电池成为行业主要技术路线，成为大多数新能源汽车的首选。但随着三元锂离子电池的大规模使用，市场上发生了多起电池安全事故。由于三元锂离子电池的固有特性，在短时期内无法从根本上解决其安全风险。而磷酸铁锂电池由于其突出的高安全性和低成本，又重新获得了重视，成为研究的重点。

↑磷酸铁锂电池的优势和用户体验现状

但是磷酸铁锂有其固有特点，即SOC‑OCV（荷电状态‑开路电压）曲线非常平缓，只能在充满电或放完电时才能较为准确地进行SOC校正。在实际使用时，特别是低温时的SOC计算精度差，极大地影响了续航里程。在使用磷酸铁锂电池包的情况下，由于SOC计算不准确，会导致充电时间估算不准确或无法充满，放电时续航里程计算偏差较大，用户需要定期地进行满充、满放来提高SOC计算精度，这些导致了用户极大的抱怨。

三元锂离子电芯的OCV在不同温度及不同SOC区间的识别较为准确，且通过标定可以极大缩短静置等待时间。

↑不同电池材料荷电状态‑开路电压曲线比较

蔚来汽车通过专利技术提供了一种电池均衡使能方法。当磷酸铁锂电芯的电池单体的荷电状态的变化值小于指定阈值且剩余均衡容量大于标定容量时，对电池单体进行均衡使能，提升了电池均衡使能的开启频次，从而提高了电池的均衡效果。

也就是说蔚来汽车利用特有的双体系SOC估算法和三元锂电池/磷酸铁锂双体系的优势，实现了电量估算的常时校准，保证估算精度。电池包静置期间在所述电池包处于5%至95%的荷电状态的情况下采用所述三元锂离子电芯的开路电压作为标尺对所述荷电状态的计算进行校正，达到三元带动铁锂修正状态。

↑蔚来汽车双体系SOC估算法

蔚来汽车凭借双体系SOC估算法利用三元锂离子电芯较大的曲线斜率以及磷酸铁锂电芯在曲线端部附近处的较大斜率的特点，实现了电池包的高精度SOC计算。让传统磷酸铁锂普遍5%~10%的电量估算误差一下子降低到了3%左右的三元锂电池水平。

另一方面蔚来汽车三元铁锂电池组新增了一个包内DCDC模块，它位于电池组的前部，实现包内大功率DCDC高低压转换。从而在电池静置时摆脱传统低压电池系统的限制，能够实现快速、实时、均衡的电量校准。

↑蔚来汽车三元铁锂电池组新增DCDC模块

蔚来汽车三元铁锂电池组优势包括：

1. 三元锂和磷酸铁锂电芯灵活布局

2. 双体系控制算法

3. 全散热路径物理阻隔

4. 耦合电池产热智能热管理

5. 辐射式主动热补偿

↑蔚来汽车三元铁锂电池组布局方案

特别是蔚来汽车三元铁锂电池组不同电池材料灵活搭配热管理优势明显。在辐射式主动热补偿的帮助下电池组温度均匀性提升60%，电池最低温度提升40%。另一方面通过磷酸铁锂电芯和三元电芯的交替出现，保证了三元电芯在出现热失控时利用了磷酸铁锂电芯不易热失控的特点不会引起隔壁第二个电芯的热失控，从而阻止电池包的热扩散，并实现了最大程度上的能量密度和功率输出。

↑蔚来汽车三元铁锂电池组热管理优势

蔚来汽车75kWh三元铁锂电池组普遍相比之前提供的70kWh三元锂电池组续航里程提升30~35公里。目前蔚来汽车全系双电机高性能车型形成了电池组高低搭配，标准续航电池包采用75kWh三元铁锂电池组兼顾低成本和高安全性，而长续航电池包采用100kWh三元锂电池追求极致的500公里以上续航里程。目前75kWh三元铁锂电池组开启预定并预计于11月份开始交付。选择原70kWh三元锂电池的用户可以通过换电体系同样有机会使用75kWh三元铁锂电池组。通过车辆FOTA软件空中升级后结合蔚来汽车的APP就能预约“标准续航电池包（70/75kWh）”使用。

↑蔚来汽车电池组高低搭配

以上通过蔚来汽车相关专利的介绍，小星带大家了解了该技术所提供的三元铁锂电池组。它的优势包括在实现高安全性的基础上获得高精度的SOC、准确计算充电时间和续航里程，减少客户抱怨，以及实现电池包能量密度和成本的平衡，适用于不同的车型和选择。希望购买蔚来汽车或使用换电服务的用户很快能够体验到相应技术带来的益处。