爆款车型的三元和磷酸铁锂电芯的特性比较

原创 汽车电子设计 2021-10-23 08:24



我这里想把一些关心数据做一个整理。

首先对比一下同一个电芯制造商特斯拉磷酸铁锂的版本和P7的三元NCM811,然后比较下比亚迪刀片电池汉EV的磷酸铁锂电芯和特斯拉的这款电芯的差异。

特斯拉和P7的电芯差异

我把这两颗电芯做一个直接对比。

特斯拉的电芯是按照之前的模组做了定制。这两颗共同的特点都是面向轿车的,所以高度比之前宁德时代所有的电芯都是矮了,所以从这个意义上来看,这种矮电芯工艺的成熟使得宁德打开了轿车的这个市场。从电芯的差异来看,隔膜涂敷的厚度两种有着明显的差异,整体电芯的能量密度在Wh/g上差异为46.6%,Wh/L上差异为51.2%。

表1 两颗电芯的数据差异对比

从数据上来看,磷酸铁锂确实在低温的容量保持率上要差一点:在0度下两者的差异为3.2%,-10度下为7.30%,在-20度下为15.30%。

从这个数据来看,在特斯拉的低温策略是尽早开启加热的办法,把电芯尽快拉到0度以上。我个人的看法在北京以北的地区,磷酸铁锂的使用障碍还是不少的。

目前国内想的办法都是电芯脉冲的子加热策略,我预计后面3个月磷酸铁锂大规模上量以后的问题,还是会有一定的抱怨。

图1 三元电芯和铁锂电芯的不同温度保持率

这主要是在低温下,铁锂的电压掉得特别快,如下所示。虽然容量保持率还能勉强放出来71.2%,这个电压已经处在特别低的区域,所以我预估在特别寒冷的状态下,这个电池实际使用时可能做了特殊的处理。

图2 不同温度下磷酸铁锂和三元的容量释放差异


比亚迪的刀片能不能打?

下表是两家供应商铁锂的对比,隔膜上存在差异,一个采用14um的PP,一个之前已经说了。而在具体的参数规格来看,能量密度的差异基本是没有的。总体来看,比亚迪由于在结构上有创新,所以虽然电芯能量密度比较低,整体的布置的效率还是较高一些。

备注:等Model Y铁锂版本出来以后,我们可以针对这颗电芯来做一些讨论和对比。

表2 两颗电池的差异

在低温特性上,两颗电芯几乎是同出一辙,因为两颗电芯用的是同一家磷酸铁锂材料厂的原料,宁德的其他特性可能好一点,所以两颗电芯-20度和-15度的表现几乎都差不多。不过我相信刀片给特斯拉用和宁德的铁锂电池其实没有大的差异。

图3 两颗磷酸铁锂电池的低温特性差异

和上面也一样,电压掉得太快了,实际如果冷透了电芯,SOC没充满的话,这车会快速掉电。

图4 两颗电芯的温度数据差异



小结:我个人觉得磷酸铁锂在冬天寒冷地区的表现不会特别好,所以需要特殊的电池管理策略。因为电压曲线特别特殊,加上阻抗的变化使得电压变得特别怪,所以磷酸铁锂的推广是配合着电芯自加热和加热的管理策略的,这个我们后面可以做一个回顾。


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评论 (3)
游客_21496 2021-10-23 10:07
其实真正车上的表现,电芯以外的因素太多了
游客_14396 2021-10-23 09:25
所以铁锂是低端
游客_71203 2021-10-23 09:03
校长对NIO的三元铁锂怎么看?
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