在“电池探讨院”栏目的第一集《比亚迪第三代DM技艺如何节油？》中间，咱们剖析了“P0+P3+P4”高阶框架下的插电式混合能源体系如何事业。然则，混动体系关于绝许多数车企而言仍是过于繁杂了，不但开发本钱高昂，况且还捞不到几个子儿补助。

“容易暴力上纯电”是日前绝许多数制车新势力的抉择，蔚来即是其一。造纯电是为了补助？奢华车销售数量太差，于是没有办法拿到那么多份固定额度的补助，补助比车价贵的那一些低速电动车优化版才是骗补神器。

闲话少许说，直入技艺专题吧。

A、电池越多越好？

好多友人都会问：为什么不可行堆多一丝电池，让纯电动车的续航再高300km？

笔者先反问一句：执飞“广州- 北京”的空客A380可行搭载250吨航空煤油，为何每一次只搭载50吨呢？

谜底很容易：咱们不应当耗费多余的能量，用于运输能量介质自身。

举个例子，特斯拉Model S 75电池能量的24%被用于运输电池自身。假如给Model S搭载4倍容量的电池，续航不可能是4倍，由于这时刻大约60%电能用于运输电池了。

自然，业界也有少许法子来解决“电池能量密度过低”的全球困难：液流电池技艺（很有可能是死胡同）、增程式发电技艺（依旧有较多污染）、石墨烯电池（营运化遥遥没有期）、直流快充技艺（只需本钱降下去，这是突破口）。

B、电池能量密度越高越好？

电池技艺阻碍真的没有办法突破吗？是的，日前全世界电池研发与制造均无质变式的突破，由于一块容易的电芯（根基元件）须要遭到高达6个维度的要素制约：重复生命、功率密度、能量密度、事业温度区间、平安、本钱。

6个维度的体现，就像是游戏里的“技巧树”，咱们手中唯有局限的技巧点，不行让全部维度的体现都全优，唯有你乐意用200万本钱塑造一辆15万家庭用车的电池组，以做慈善的形式推进我们国家新燃料工作进行。

C、蔚来的电池有何特色？

6个维度互相制约，自始至终都没有办法做到完美平衡，多方博弈以下，蔚来ES8的电池包抉择了平安与重复生命作为首要提高指标。

蔚来提议了“三纵三横”的平安框架：

咱们来了解一下上述表格：

1、“电芯 - 模组 - 电池包”是从微观到宏观的排序，电芯得精巧，用电芯组合成的模组才平安，用模组组合成的电池包也才平安；

2、“电池包 - 模组 - 电芯”是从宏观到微观的排序，电池包外壳受损，模组外壳还能接着庇护；模组外壳也受损了，电芯本体另有自咱庇护能力；

3、“预防 - 操控 - 损控”所以时间顺序排列的，先预防风险；可是风险仍是有的，是以须要用各式温控、电控、密封来规避风险；当损伤没有办法幸免时，另有损控过程还下降损耗。

D、硬壳电芯有何优势和劣势？

既然蔚来抉择了平安领先，硬壳电芯成为首选。刚刚咱们提到，全部电芯电池都不可能是尽善尽美的，因而有了下表内容：

咱们来解读一下上述表格：

1、硬壳电芯（方形电芯）的第一大优势是平安，终归铝合金/不锈钢壳子硬；可是硬壳电池的整包能量密度普及不高，太多重量被用以庇护电芯自身。这是蔚来、大众、丰田、宝马、奥迪的抉择。

2、软包电芯的本体重量较低，单体电芯绝对性十分好，难题是加上冷却体系以后，轻量化优势又没剩太多了。爱驰、前途、通用等等车企都抉择了软包，你的电话也是。

3、圆柱电芯使用最广大，况且散热好，单位重量的容量较高。圆柱电芯的供给商特别多，中日美韩都有老练的圆柱电芯制造公司，包括特斯拉在内的第一大多半车企都抉择了圆柱电芯，包括你的笔记本电脑。

E、说了那末久，把数据请出去吧

先看一种总表：

咱们接着来解读：

1、全无疑问，蔚来用了三元锂离子“内馅”。日前，三元锂电池比出货量更高的磷酸铁锂电池更具实用意义，研发潜力也更强少许，但耐用性其实不如磷酸铁锂那末强（比亚迪e6铁电池出租车可行运营50万千米）。

2、4P96S电芯排列形式，也便是96颗电芯为一种模组，4个模组构成蔚来电池包，里头共计384颗方形电芯，比特斯拉的7000多颗圆柱电芯好操控多了。

3、电池包重量525千克，蔚来ES8的整备品质约为2200千克，占比不到1/4。实质上，咱们可行见到ES8底盘里面另有体积可行安放更多电池（下图），但为什么蔚来无这样做呢？蔚来给的答复是：为了效劳换电形式，蔚来电池包的外大小必需兼容品牌最小车型。也便是说，电池包全品牌同一，汽车越小，续航越长。

4、效劳换电形式可行，但为什么不行在ES8的底盘缝隙内部安放固定位子的电池包以加强续航？例如“70kWh可换电池包 + 20kWh固定电池包”。蔚来的答复是：电控难度加大，电池绝对性十分难解决。（作者画外音：记得大众车子的“高功能+高容量混搭电池包”吗？搞砸了……）

5、蔚来硬壳电池包的整包能量密度为135Wh/千克，是日前量产的硬壳电池包里头最高的，但比不上更具密度优势的软包电池包与圆柱电池包（尽管曾经很挨近主流水准）。不打紧，蔚来的下一款电池包是奔着160Wh/千克来的，十分值得期待。

F、蔚来电池包平安测试

蔚来电池包经验了将近1000天的平安测试，81个测试名目，涵盖用车进程中的各式可控、不可控风险，例如：

1、过冷/过热的环境温度，对电池包的作用远大于对内燃机的作用。蔚来电池包须要在-40℃和+85℃之中的125℃温差之中“生存”下去，颇为励志。

2、内燃机冷发动难题，纯电动车冷发动愈是煎熬。蔚来的水冷体系可行自动预热，消耗必定电能，让电池包快速映入事业状况。

3、通常来讲，纯电动车自己燃烧的逃生唯有60-120秒。蔚来电池包在火烧130秒以后依旧能运用（非是真的让你接着开，却是叮嘱你这电池包还没失控爆炸），因而在真实遭遇火情时，汽车主人的逃生时间会大幅度增添。

4、强盛的防水功能，是一众南方汽车主人的福音。这边指的是涉水过隧道的能力比石油车还强，而非是把汽车泡在洪水中没事。（即便电池包没事，内部装饰早就便淹了。）

5、最终是跌落测试，半吨中的电池包自由落体，杠杠的，硬壳电池的优势。

蔚来BMS电池治理体系具有多项技艺特点，咱们来一一细数：

A、液冷恒温技艺

此前有读者问过咱们，“浅充浅放”能否能让电池生命更长。是的，但其实不如操控温度那末有用。打个比方吧，现在电话快充技艺曾经周全铺开，本来快充伤电池的速度，远不及高温伤电池的速度（即便充电速度慢）。

由于水的比热容高，整套温控体系的换热系数高，冷却与加热速度快，想要迅速且精确地操控电池温度，液冷恒温技艺（通俗称呼“水冷体系”）必不可少。蔚来电储能体系的每个电池模组内置有3个电芯温度传感器，可实现温度精准检验和操控。

蔚来将铝制液冷板铺于电池模组下，在模组与液冷板之中加入一层导热垫，并在液冷板与壳体底部之中再铺设有隔热和绝缘资料，保证电池整体系的恒温和平安。事业时，电芯的温度传导到模组与冷板接近的底部，再经过导热垫传给液冷板，液冷板外壁再把热量传递到冷却液，达到降为温目的。加热进程反之亦然。

然则，液冷恒温技艺却非黑科技，蔚来的技艺要点是 —— 这套技艺扶持换电形式。也便是说，当蔚来汽车映入换电站以后，液冷体系的双向截至阀会自动关闭/开启，让液冷体系与电池包液冷回路断开/重连（耐久性为10000+次），实现液冷电池包迅速更换。

B、精确的SOC测量与估算

起首必需讲明一种常识点：电池包是十分繁杂的一种电化学论题，剩余电量的曲线非是笔直的（剩余汽油的剩余能量是根本笔直的），须要视乎电芯的健康水平、外界温度浮动、充放电倍率来预估。

在纯电动车的实质运用进程中，时速会变，温度会变，使用者的驾驭要求也会变，BMS预估的SOC永远都存留偏差。BMS想要尽可能地纠正测量误差，就必需经过领先进步的软硬件功能提高精度，降低损失性。

蔚来给出的解决方案有三个要点：

1、提高传感器测量精度：整包电传播感器采纳德国进口的伊莎贝拉传感器，电流采样精度高。

2、提高芯片的料理能力：新一代英飞凌主芯片，具有32位数据料理的能力。

3、强盛的算法料理能力：蔚来独立研发。

C、均衡战略

蔚来BMS非是一种单独的操控器，它差不多于BMU（Battery Management Unit电池治理单元）+ N 个CSC（Cell Supervisory Controller电芯监控操控器），即BMS= BMU + n × CSC。

内置那末多CSC电芯监控操控器，是由于电芯的绝对性是局限的（有些电池包必需用统一批次的电芯才能创建），电芯与邻居之中的性格有微量差异，这时刻就必需执行均衡战略。

容易来讲，便是BMS经过均衡电阻对电芯发展主动操控，让高电量与低电量电芯均衡绝对。如许一来，即便每个电芯在通过统一轮充放电重复后具有了各自不同的特性，BMS仍是能让他们趋势于绝对，此举将延缓SOH衰减，延伸电池生命。

D、实时监控 & 大数据

为了达到蔚来宣称的“1500次充放电重复衰减不低于80%”的电池生命，一套实时监控体系是BMS的必备，而这点传感器在上文曾经表述通过了，那就没再赘述。

咱们须要晓得的是蔚来对电池包的监控与维护逻辑：

1、当BMS监测到电池健康状况反常，就会汇报给机动车，车载体系立即上传数据给蔚来。

2、更换掉这块疑似故障的电池其实不难题，你可行APP/手机通告NIO Power，剩下的事宜交给它们。

3、你也可行在换电站干脆把现役电池包换走，搭载健康的电池包接着路程。这便是换电站的另一种优势。

4、云端大数据可行执行好多事宜，例如指导汽车主人前往最近的换电站得到健康的电池包、指导汽车主人获取迭代后的更高容量的电池包、为蔚来NIO Service / NIO Service提供数据支撑等等。

本来，笔者一直以为驱动电机的技艺却非新燃料车子科技的焦点（内燃机则是惯例车子产业的焦点），真实打算一辆纯电动车功能的是电池包。这样说吧，假如咱们有个同样空间/重量、可行容下700kWh电量的蔚来电池包，请把EP9的驱动电机给咱们的ES8、ES6、ET7装上，道路与赛道上再没有吾之对手。

只是，日前电池技艺阻碍依旧未获得突破，咱们想要一辆“力气大、吃得少”的纯电动车，就必需在功能与节能之中寻觅均衡。

且看下图，蔚来ES8的驱动模块构造其实不繁杂，“逆变器 - 电机 - 减速器”便是完整构造，这便是0-100kW提速4.4秒的根源。

A、“双三相拓扑构造”的逆变器

“逆变器”很好了解。咱们用电网的交流电给汽车充电以后，存储在蔚来70kWh电池包内的电是直流的，这时刻咱们就要一种DC to AC的变压器将其转化为驱动电机转子最爱的交流电。

尽管多半媒体很少关心逆变器，但本来逆变器须要执好的任务十分繁重，它是整套能源体系的第一种要害部件。

逆变器的焦点部件是IGBT功率模块，差不多于逆变器的CPU指示中心。英飞凌(Infineon)为蔚来ES8提供了HPDrive IGBT功率模块，它被联入蔚来专利的双三相拓扑构造中，具备更高功率密度和更高集成化的特色。

值得一提的是，IGBT是可行“超频”的。假如电池技艺获得突破，在续航能力增强的前提下，英飞凌将强化该款IGBT功率模块，将ES8的单台驱动电机第一大功率从240kW解放到300kW。

那末，“双三相拓扑构造”还是甚么呢？关于纯电动车而言，三相全桥逆变器拓扑构造十足足够使用，但关于ES8这种有着较大功率要求的纯电动车子而言，单个三相拓扑架构简单形成功率器件运转不固定。

无一顿火锅谈不拢的事宜，有的话，来两顿。逆变器也是同样道理，当运用双三相拓扑设置以后，两块逆变功率模块并联，峰值输出翻倍，平安性和可靠性都获得了提高，还可对输出扭矩精确操控。

B、异步感应驱动电机

提起电机，这话题太繁杂了，咱们先来用分类法简单化一下。起首，旋转电机分为操控电机、功率电机、信号电机三大类，咱们今日要说的“驱动电机”即是功率电机的一个，它是用以输出功率的。

然后，咱们瞧瞧各式功率电机的优缺点：

咱们来解读一下表格：、

1、直流电机效能低、重量大、空间大、可靠性差，除了廉价之外就没甚么优点了，老年代步车至爱。

2、交流异步电机，各方面功能都十分优异，功率高、效能高、操控精确、可靠性强、动能回收实现难度低，但造价较高，反映没交流同步电机快，这是蔚来和特斯拉的抉择。

3、交流同步电机，各方面功能同样优异，转子构造更繁杂，精度更高，大小更小，但造价更高。（异步和同步的区分，在于转子速度与定子旋转磁场能否绝对。）

然后，咱们来理解一下ES8的高功能电机。ES8装载了两台异步感应驱动电机，采纳铜转子技艺，隶属国家内部首创。铜转子的导热性比较铝转子高出了40%，有用提高了转子效能并降低损失；同一时间，电机采纳了激光焊合，焊合熔深绝对性好，强度超出同产业的钎焊形式。

蔚来的异步感应驱动电机在0-5500rpm范畴内均可输出420Nm第一大扭矩，在5000-6000rpm时的功率和扭矩输出差不多全能够达到峰值，这意指着在对应的60km/h-80km/h时速下，只需驾驭者须要，ES8就可以够带来远超内燃机车子的提速体现。

蔚来电池包通过了要求苛刻的耐久性试验，驱动电机同样如许：

1、以额定最高转速15000rpm的1.2倍（即18000rpm）发展超速测试，确保转子不会被破坏；

2、50g提速度的冲撞试验；

3、在炎热、湿热、浸水等要求下，察看密封功能；

4、高低温重复运用情况。

C、大输入功率减速箱

这种非是真的“下降速度”，却是发展转速配合（电动机转速0-15000rpm，车轮不可能达到）。源于交流异步电机的自身调速范畴很广，因而多半车型的减速箱只要要一种挡位，称为“单前速变速箱”亦可。

减速箱可行将转速下降以提高扭矩输出，电机快速运行的转子与减速箱输入轴上齿数少的齿轮相啮合，接下来再与输出轴上齿数多的齿轮联合来达到减速的目的，而尺寸齿轮之中的齿数之比即是减速箱传动比。

源于蔚来ES8的两台驱动电机功率十分大，大输入功率减速箱成为必需，而其减速比为9.6:1。在生产工艺方面，这台大输入功率减速箱还做到了齿轮高精度贴合，从而保证了NVH特性。

三电技艺提起来容易：电池、电控、电机；三电技艺提起来也可行很繁杂，日前笔者用6000字仍未深度解剖完这一套纯电驱动体系。

咱们总是说“历史是螺旋式进行的”，这便是一种典范例子。纯电动车比汽柴油车早了半个世纪到达这颗蔚蓝星球（18世纪时还算是“蔚蓝”），然则近一种世纪统治地球的而是以数十亿计算的汽柴油车。

现在，燃料与环境保护的要求，同一时间推进着纯电动车的井喷式进行。纯电动车非是未来的势必，说不定哪天就被氢能源电池车打趴下了；纯电动车而是历史的势必，更节能、更高效、更平安的三电技艺是时期必不可缺的驱能源量。

（文：黄恒乐）