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磷酸铁锂和三元锂之争,是否会在「蔚来」这场发布会画上句号?

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自打电动车开始慢慢进入老百姓的生活,关于「三元锂」和「磷酸铁锂」哪个好的争论一直没有停止过,三元锂手握「高密度、耐低温」的优势,磷酸铁锂占据「低成本、够稳定」的高地,在电动车市场攻城略地,打得异常激烈。然而这样的局面,或许会因为蔚来的这场发布会而产生一些微妙的变化。

「三元锂」「磷酸铁锂」神仙打架,蔚来打不过就加入?

市场上「三元锂」和「磷酸铁锂」打得不可开交,眼看实在无法绕开两大门将,蔚来头皮一硬,直接选择了加入,甚至还搞起了联姻。

9月23日,蔚来「三元铁锂」标准续航电池包(75kWh)正式发布,成为全球首家量产三元铁锂电池的车企。搭载标准续航电池包(75kWh)的车型当天14:00时上线接受预定,将于今年11月开始向用户交付。

大家第一次听闻,原来还有「三元铁锂」这种方案,这不是双拼饭吗?要知道,在这之前,磷酸铁锂电池自2008年起,就凭借其电池成本相对较低的优势在我国动力电池市场中占据了主流地位。2016年,磷酸铁锂电池凭借19.98GWh的装机量一度拿下73%的市场份额。

但这时候发生了一件事,2016年后国家颁布了补贴政策,将动力电池的能量密度纳入考核,然后电池能量密度更高的三元锂电池开始强势崛起。在2018年的动力电池装机量上,三元锂电池以58.17%的份额首次实现超越,而磷酸铁锂占比则跌落至39%。

然而三元锂的破竹之势在2020年戛然而止,这一年,频发的新能源车起火事故引发了社会对电池安全的关注,国家也针对电池安全推出了更高的强制性国家标准。同期,特斯拉、比亚迪、小鹏汽车等搭载磷酸铁锂电池的车型开始上市,成本更低的磷酸铁锂电池开始了逆袭之路。

到了2021年,出于安全和成本的考虑,各大汽车厂家也纷纷加码磷酸铁锂电池,磷酸铁锂电池趋势快速回暖,今年5月和7月,磷酸铁锂电池在和装机量上分别实现了对三元锂电池的反超,且单月增长速度均远大于三元锂电池。

在这样的大环境下,蔚来不是没有心动过。据了解,早期蔚来也有使用磷酸铁锂的计划,还曾研发过68kWh磷酸铁锂电池包,但磷酸铁锂在低温性能和SoC估算方面始终不尽如人意,所以蔚来没有选择量产该电池包,而是着手研究新的解决方案。

混血儿表现更优秀?

大家知道,「三元锂」和「磷酸铁锂」在市场上之所以呈此消彼长之势,是因为双方的优劣势都十分明显。

通过这张能力图我们就能很直接地看出,磷酸铁锂的优势在于结构稳定、充放电循环寿命较长,但同时也存在能量密度低,充放电效率低,低温表现不佳的问题。相应的,三元锂的能量密度高、充放电效率高,同时其也有不耐高温的特性。

两者直到目前也无压倒性的优势可以让车企完全放弃其中一种技术,于是才有了蔚来「那就混一起吧」的方案。本次发布会上,蔚来就发布了采用三元锂与磷酸铁锂电芯混合排布的三元铁锂电池包(75kWh),并为之应用了新一代CTP(Cell to Pack)技术。

解决薄弱的低温性能

如果听名字,可能有用户以为蔚来的电池包是三元锂和磷酸铁锂一半一半。真这样的话,未免也太简单了,一半一半不仅丢掉了成本优势,而且很难确保稳定性。最终,蔚来给出的方案是这样的:电池包磷酸铁锂电芯为主,但在电池包的四角,则换装了三元锂电芯。这不难理解,既然磷酸铁锂「怕低温」,那么就把容易处于低温的位置换成「不怕低温」的三元锂。

除此之外,为了让磷酸铁锂尽可能地告别低温,蔚来为电池包做了全散热路径物理阻隔,并且给予了辐射式主动热补偿,蔚来的目标是,无论外部温度如何,要将电池包内部温度控制在最低-5℃以上,这样在车辆开始行驶大约10分钟之内,整体就能升温到适宜电池性能释放的程度。

解决老是不准SoC

业界内,磷酸铁锂的SoC是公认的神经刀,很难让人看到它的真实「剩余电量」。为了校准全新电池包的整体SoC,蔚来用三元锂作为标尺,实时校准磷酸铁锂在平台段的SoC;在高低段利用磷酸铁锂的优势,校准三元锂的SoC,为此开发了双体系SoC算法,充分利用三元铁锂双体系的优势。

同时基于三元锂和磷酸铁锂的特性,如自放电的不同,蔚来首次开发大功率电池包内DCDC高低压转换系统,实现快速、实时、均衡的SoC校准。同时还具有降低静态功耗,延长电池寿命等多个特点 。一套组合拳下来,蔚来将传统铁锂SoC计算误差从10%直接降低到3%,达到三元锂电池的水平。

更高效的CTP技术

此外,标准续航电池包(75kWh)应用了新一代CTP技术,制造装配简10%,体积利用率提升5%,能量密度提升14%,达142Wh/kg。这一能量密度也足以保证蔚来可以得到对应的国家政策补贴,一举两得美滋滋。

发布会上,蔚来直言这些创新离不开宁德时代提供的大力帮助,通过一系列的专利技术,让该电池包实现了优秀的低温续航表现和精准的电量估算能力,为用户提供与三元锂电池包同级的性能表现,并且还能更好地控制成本。电池包如此「双拼」,也算是一种创新了。

加量不加价,换电权益不变

发布会后,蔚来新购车用户便可以选择三元铁锂标准续航电池包(75kWh)或三元锂长续航电池包(100kWh)。选择三元铁锂标准续航电池包(75kWh)的用户,预计将于今年11月开启交付车辆。

在蔚来换电流通体系内,75kWh电池包与70kWh电池包被视为同一级别电池包,在换电体系内均显示为「标准续航电池包(70/75kWh)」。这意味着,选择原三元锂70kWh电池包的用户,通过换电体系,同样有机会能够使用到三元铁锂标准续航电池包(75kWh)。

蔚来表示,75kWh电池包最大充电的C-Rate可以达到1.6,换算过来就是120kW,这样整体充电时间甚至还能节省十来分钟,老用户狂喜。

更大的好处,还是在容量提升带来的续航帮助上,本身容量提升了5kWh,三元铁锂还可以比单纯的三元电池提供更大的使用百分比,对于当前换电站只充到93%的情况来说,实用度提升还是十分明显的。

另外,9月23日14:00后,蔚来不再提供70kWh的电池版本。官网显示,ES6运动版上NEDC里程为455公里,较此前420公里有35公里提升,正儿八经加量不加价。

邦点评

或许在此次蔚来的大胆尝试下,更多的厂商将不再徘徊于「三元锂」和「磷酸铁锂」之间,蔚来用行动证明,这两者能够进行「取长补短」的融合,并且实现「1+1>2」的效果。在稀有金属紧缺,电池成本水涨船高的当下,蔚来的这套方案十分具有参考价值。各厂商一旦接受这种设定,可以预见「三元铁锂」电池将迎来前所未有的春天。

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