ONE双化学电池续航里程超600英里:LFP和高能量密度电池相结合

一叶知秋2022 2023-12-06 08:14:43
ONE双化学电池续航里程超600英里:LFP和高能量密度电池相结合

位于密歇根州诺维的电池初创公司Our Next Energy (ONE)本周经历了裁员约四分之一员工的重大挫折。为了节省资金,ONE做出了裁员决定,以便为2024年开始生产其内部开发的磷酸铁锂(LFP)电池做准备。然而,虽然裁员从来都不是好事,尤其是在即将到来的假日季,ONE也得到了一个积极的消息:配备其新型双子星双化学电池原型机的BMW iX在一次测试中达到了608英里的续航里程。

宝马i Ventures投资了ONE A轮和B轮融资,并于去年授予ONE一份开发合同,用于评估双子星电池。ONE对电动汽车电池的开发方式与许多竞争对手不同。其技术的核心是使用LFP电池。目前,除了中国以外,大多数电动汽车电池都使用镍、钴氧化物和锰或铝作为阴极材料。这些富镍电池通常在能量密度和合理的充电周期寿命之间提供最佳平衡。然而,富镍电池也不太稳定,在损坏或缺陷时可能会发生热失控。

LFP电池不使用这些材料,而是依靠铁和磷酸盐(PO4)作为阴极材料。LFP的缺点是它的能量密度比富镍电池低30%左右,但它也更稳定,不易发生热失控。因此,ONE采用了无箱式电池组架构,消除了目前典型模块化电池组的盒中盒设计。这使得在相同尺寸的电池组中安装几乎两倍数量的电池,从而获得更大的整体容量和续航里程,但成本却比富镍电池更低。LFP还具有充电周期寿命更长的优势,通常可以达到4,000次循环,容量几乎没有下降。

ONE开发过程的下一个阶段是其称为Gemini的混合双化学电池。Gemini电池背后的理念是,99%的日常驾驶里程都不到150英里。因此,大约一半的电池组装满了足够多的LFP电池,可以满足日常驾驶的续航里程。其余部分则采用更高能量密度的电池,用于在LFP电池耗尽时补充电量。

量产版本的Gemini电池组将使用无钴和无阳极锰电池。这些电池的寿命通常只有几百个充放电周期,但考虑到实际使用情况,它们预计至少可以与车辆的其他部分一样长久。锰电池还有一个优点是成本比富镍电池低得多,而且像铁和磷一样,锰在世界上大多数地区很容易获得。

由于这些锰电池仍在开发中,ONE在这项与宝马的概念验证测试计划中使用了NMC阴极电池。然而,与锰电池一样,它们也是无阳极,不使用石墨。Gemini电池组还包括一个专有的电池管理系统和DC-DC转换器,使NMC电池能够在LFP电池耗尽时补充电量。由于锰电池大部分时间不会使用,它们不会受到典型的充电周期限制。

在配备了原型Gemini电池组的宝马iX上,它经过了校准过程,然后被放在功率计上进行了WLTP测试循环,该测试循环目前用于欧洲新车的认证。iX目前的量产版本在WLTP工况下的续航里程为257英里到380英里,取决于电池尺寸、电机和轮毂的配置。搭载ONE Gemini电池的iX一次充电后可以行驶608英里。由于WLTP工况的续航里程通常比美国EPA测试过程高出20%左右,因此配备Gemini的iX的实际续航里程可能在一次充电后达到500英里左右。

现在,宝马的演示已经完成,ONE正专注于2024年提升其LFP电池的生产能力,最终使其位于密歇根州Van Buren的新工厂达到20 GWh的产能。ONE还计划完成其低成本锰电池的开发,目标是在2026年左右为Gemini电池组做好量产准备。

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一叶知秋2022

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