[汽車之家 新能源] 超級播報，每周都有料。最近一段時間里，圍繞電動車的各種重磅消息都指向了同一個關鍵詞“電池”。蔚來在電池技術上做了新嘗試，全新的三元鐵鋰電池包在降低電池成本上又有新成效；電池安全技術再添“新丁”，長城正式公布了“大禹電池”技術的細節，三元鋰電池似乎就要告別起火爆炸了。那么，這些新出現的技術能讓電動車便宜又安全嗎？
簡單來說，目前動力電池面臨的最大問題是用戶日益增長的續航需要和動力電池不安全、不便宜之間的矛盾，能量密度高的電池（如高鎳三元鋰電池）往往意味著化學性質不穩定、容易發生自燃事故，安全的電池（如磷酸鐵鋰電池）卻常常在能量密度、低溫放電能力上有短板。對此，目前業內主要有兩種解決方案，一是讓便宜、耐用的電池具備更好的性能；二是讓活潑、不穩定的高性能電池更安全。像蔚來的三元鐵鋰電池、比亞迪的刀片電池都屬于第一類，大禹電池等電池安全技術則屬于第二類。
蔚來汽車在近日發布了全新的75kWh三元鐵鋰電池標準續航電池包，聽名字像是三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池組成的“二聲部合唱”，但事實上三元鐵鋰電池更像是一出相聲，磷酸鐵鋰電池演“逗哏”，三元鋰電池演“捧哏”。本質上來說，它更像是磷酸鐵鋰電池的Pro Max版，在冬季續航等性能指標上要超過普通磷酸鐵鋰電池，同時價格也能做到比三元鋰電池更低。
之所以三元鐵鋰電池的最終方案沒有像“夾心餅干”那樣富有和諧的美感，是因為三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池之間的區別，要顯著大于兩者在名字上的不同。工程應用中如果要將兩種差別巨大的電池進行完美的串聯，不僅技術難度巨大，得到的更可能是一種能量密度還比磷酸鐵鋰好不了多少、價格還約等于三元鋰電池的產品。
所以，在混搭中，不僅要對兩種電池開發兩種不同的控制邏輯，還要對電芯之間的協同均衡電路進行專門的設計。即使是蔚來的這個盡量減少三元鋰電池使用的磷酸鐵鋰電池Pro Max版混搭方案，為了解決兩種電池的共存問題，還是著實讓工程師們感到頭禿。
第二個問題是電芯電量的均衡。對于同一種電芯組成的電池包來說，由于工藝誤差會造成不同電芯之間的內阻、容量、電壓存在一定的差異，電池內部通常會設計有專門的電量均衡電路來平衡電芯間的差異，防止出現過充過放的情況。就像一輛放滿很多同樣大小水桶的卡車去運水，想要開的穩，不同水桶里的水量需要盡可能的一致。
從最終效果上看，蔚來全新開發的這一雙體系SOC算法，充分利用率三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池各自的優勢，能夠將傳統磷酸鐵鋰電池SOC的估算誤差從10%降低到3%，這能讓你的表顯續航更真實、更靠譜。
從數據上來看，這些制熱、保溫措施能讓三元鐵鋰電池包的低溫續航損失降低25%，如果在連續12小時的極冷環境下放置，電池包內的最低溫度將升高40%，包內各電芯的溫度均勻性還可提升60%。
在安全性上，三元鐵鋰電池很好的繼承了磷酸鐵鋰電池的優勢。而對于分布在角落的三元鋰電池，工程師也對電池包進行了多點觸發熱失控測試，確保在熱失控后不會引發磷酸鐵鋰電池產生連鎖反應直至起火爆炸。同時，在碰撞安全方面，三元鐵鋰電池包還將保險絲盒布置在了電池尾端，進而避免了前向碰撞引發大規模短路甚至自燃的可能。
編輯點評：
其實像三元鐵鋰電池這樣的混搭方案，業內并不只蔚來一家在做，比如寧德時代的鈉離子電池也采用的是混搭設計，區別在于是將未來降價潛力更大的鈉離子電池與鋰離子電池進行了組合。這種通過混搭讓便宜、耐用的電池具備更好的性能的思路雖然看上去很美，但其復雜程度從前文的描述中相信您也能感觸頗深，而如果混搭比例得當，專心給某一種電池做加法而不是貪心地想“全都要”，還是很能解決目前動力電池使用中的現實問題。
從目前公布的性能參數和價格上來看，三元鐵鋰電池也挺值得期待的，蔚來的換電模式還能進一步拓展電池包的產量進而攤薄開發的成本，讓電池再便宜一些。至于蔚來的這一次嘗試能不能成功，會不會有更多便宜好用的混搭電池方案出現，就讓我們拭目以待吧。
動力電池的另一種升級思路，就是讓活潑、不穩定的三元鋰電池變得更安全。這一路線的競爭要比混搭路線來的更殘酷，目前已經有廣汽埃安彈匣電池、極氪極芯電池、嵐圖琥珀和云母電池、思皓蜂窩電池等電池安全技術扎堆出現，長城汽車又正式推出了大禹電池，他們都聲稱可以實現三元鋰電池包不起火、不爆炸。
在測中，電池內部通過加熱方式觸發熱失控后（該測試方式的嚴苛程度要高于目前國標GB 38031-2020中單點針刺或者加熱的熱失控試驗），在溫度最高達到1037℃、瞬間最高氣壓約16kPa的情況下，依然能保證不起火、不爆炸的安全性能，“馴服”了NCM811這一當前可量產的最活潑、最不穩定的動力電池電芯。
比如廣汽埃安彈匣電池的設計主要是為每個單獨的電芯建立隔熱的“安全艙”，嵐圖琥珀電池則是用隔熱阻燃的有機硅符合材料將每一個電芯包裹成琥珀，極氪極芯電池使用了陶瓷橡膠、玻璃纖維和云母組成防火墻。雖然這些方案在細節上有一定差異、命名上也五花八門，但本質上來說都是在電芯隔熱散熱措施上做加法，再配合實時BMS監測、強制冷卻功能，達到控制熱蔓延、保證電池包安全的目的。他們之間的競爭更像是一場“起名大賽”，比誰的故事更能講進消費者心里。
此外，比試驗復雜的多的實際用車場景也是對電池安全的一大挑戰。目前，用系統方案不斷升級三元鋰電池包的做法，已經能在國標測試甚至更嚴苛的測試中保障電池包的安全，也讓車企在宣傳上敢于使用“不起火、不爆炸”的字眼。但畢竟再全面的測試也無法覆蓋電池包可能遇到的威脅，至今仍沒有任何一家廠商敢在質保的層面上，為電池的安全做出承諾，為電池使用中的起火自燃買單。我們需要車企給出這樣的承諾，讓消費者在選擇電動車時更有信心。
編輯點評：
在提升三元鋰電池包安全性方面，我們已經看到了五花八門卻大同小異的各種系統性解決方案，它們已經能在比國標更嚴苛的測試中實現不起火、不爆炸，進而保障車內乘員的安全。但這更多是技術層面的解決方法，我們還需要廠商在質保層面給出足夠的承諾，讓消費者用著放心。而未來固態電池等新型電池技術的開發，也是很值得期待的、從根本上解決自燃問題的手段，我們希望這樣的升級迭代能早日完成。（文/汽車之家 孫一超）
