2021年，有人拋出一個(gè)問(wèn)題：電池混搭將成為未來(lái)主流趨勢(shì)？

三年過(guò)去，問(wèn)題升級(jí)：整車(chē)的核心，從三電到智能，混搭是不是將成為它們共同的趨勢(shì)？

01.

電池：材料混搭、結(jié)構(gòu)混搭

近年來(lái)，混搭滲透入電池材料，興于結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。

材料體系，LMFP、LMFP+NCM，打破LFP、NCM的材料界限，成為新的嘗試。

LMFP，始于寧德時(shí)代的M3P，是在磷酸鐵鋰LFP的基礎(chǔ)上，通過(guò)摻雜一定比例的錳元素而形成的新型磷酸鹽類鋰電池正極材料。

它集高能量密度、低成本和增強(qiáng)型安全性能于一身，是目前電動(dòng)汽車(chē)電池的一種有前途的替代技術(shù)。由于工作電壓比LFP電池高，其理論能量密度可達(dá)230Wh/kg，比LFP電池高出15%-20%，相當(dāng)于5系NCM的能量密度，而成本卻僅高出LFP的5～6%。

同時(shí)，LMFP與NCM的電壓相近，兩者混合之后有奇效，比如在LMFP中混入少量三元，能量密度再提高，若混入大量三元，將改善三元材料的熱穩(wěn)定性。

寧德時(shí)代也曾表示，CATL新一代M3P電池在大規(guī)模應(yīng)用的情況下，M3P電池可以降低成本、提高效率，其低溫性能、能量密度和成本均優(yōu)于磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。

在材料的混搭即將量產(chǎn)應(yīng)用驗(yàn)證之時(shí)，AB結(jié)構(gòu)混搭更早應(yīng)用，且混搭的體系更廣。

比如，NCM電芯與LFP電芯混搭，鋰離子電芯和鈉離子電芯混搭，錳酸鋰與三元鋰電池混搭……

蔚來(lái)早在2021年在ES6、ES8等EV上采用了NCM電芯與LFP電芯混合排布的三元鐵鋰電池，相對(duì)克服了LFP電池的低溫續(xù)航損失過(guò)高和SoC計(jì)算誤差高的問(wèn)題，以及為三元鋰電池彌補(bǔ)了安全性弱的缺點(diǎn)。

寧德時(shí)代則提出了鋰離子電芯與鈉離子電芯的混合排布，更在前不久的驍遙發(fā)布會(huì)上做了詳細(xì)介紹。

寧德時(shí)代指出，鈉離子電池有三大技術(shù)創(chuàng)新：1、通過(guò)鋰鈉AB電池系統(tǒng)集成技術(shù)，將低溫續(xù)航提升5%；?2、以鈉離子電池作為SOC檢測(cè)標(biāo)尺，使純電里程額外增加10公里；3、全溫域電量精準(zhǔn)的BMS技術(shù)，提高系統(tǒng)控制精度30%。

該混搭方式取了鈉離子電芯的耐低溫性優(yōu)勢(shì)與鋰離子電芯的能量密度長(zhǎng)處。通過(guò)BMS的精準(zhǔn)管理，兩種電芯將在更適合的工況下工作，提升綜合性能，普適性更強(qiáng)。比如在平常溫度下，驍遙電池里的鋰離子電芯作為主力使用，鈉離子電芯作為輔助。在低溫下，鈉離子電芯作為主力來(lái)使用，鋰離子電芯作為輔助。

目前，阿維塔11增程版、啟源A07增程車(chē)型，搭載了寧德時(shí)代驍遙增混電池。隨后理想、深藍(lán)、哪吒、吉利、奇瑞、廣汽、嵐圖等品牌都將搭配該增混電池。

02.

功率模塊：SiC與Si IGBT混搭，兼顧性能與成本

SiC與Si的混搭，是今年功率模塊的一大技術(shù)重點(diǎn)。

一切都還要回到2022年的特斯拉發(fā)布會(huì)，一句“未來(lái)減少75%的 SiC 使用量”激起千層浪，令電驅(qū)動(dòng)上下游展開(kāi)天馬行空的構(gòu)思。其中，SiC與Si混搭，就是構(gòu)思之一。

今年9月，英飛凌將不同的半導(dǎo)體材料結(jié)合到新型逆變器設(shè)計(jì)中，在成本和性能優(yōu)化方面實(shí)現(xiàn)平衡。

核心依然是取長(zhǎng)補(bǔ)短。

SiC MOSFET，成本高；在電流較小時(shí)，導(dǎo)通損耗更??；開(kāi)關(guān)速度更快，沒(méi)有拖尾電流，開(kāi)關(guān)損耗更具明顯優(yōu)勢(shì)。

Si基IGBT，成本低；當(dāng)電流較大時(shí)，導(dǎo)通損耗則更?。浑p極性器件，有拖尾電流，開(kāi)關(guān)損耗特性較差。

若將SiC MOSFET和Si IGBT用于逆變器中，SiC在中小功率等級(jí)使用時(shí)具有更低的損耗、更高的效率，而IGBT在大功率輸出時(shí)相對(duì)更有優(yōu)勢(shì)。

站在整車(chē)視角，主驅(qū)需要滿足低功率常規(guī)續(xù)航駕駛模式，副驅(qū)動(dòng)軸可提供額外扭矩，實(shí)現(xiàn)四輪驅(qū)動(dòng)能力和最佳加速性能。

也就是說(shuō)，主驅(qū)重效率、性能，輔驅(qū)重成本、加速能力。

在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，主驅(qū)通常會(huì)采用SiC功率模塊，功率中?。惠o驅(qū)采用IGBT，功率高。

同理，當(dāng)單逆變器融合SiC和IGBT時(shí)，SiC在中小功率階段維持高效率續(xù)航運(yùn)行，SiC+IGBT在加速時(shí)提供峰值性能，兼顧主驅(qū)和輔驅(qū)的成本優(yōu)化、高性能和高能效要求。

就在英飛凌發(fā)布混合模塊后的10月份，匯川聯(lián)合動(dòng)力推出了采用Si和SiC混合功率模塊的電機(jī)控制器產(chǎn)品——PD4H混碳電控。

PD4H混碳電控是基于匯川第四代電機(jī)控制器平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，采用英飛凌新一代的IGBT和SiC MOSFET混合模塊，優(yōu)化并利用EDT3 IGBT 和Gen2 SiC的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使得兩種芯片性能兼容匹配，發(fā)揮不同芯片在不同工況下的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。其峰值功率可覆蓋150~250kW的動(dòng)力總成系統(tǒng)，滿足A/B/C級(jí)轎車(chē)、中大型SUV和MPV等多種車(chē)型的動(dòng)力輸出要求。

另外，采埃孚亞太區(qū)研發(fā)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了芯片內(nèi)嵌式逆變器（Chip Inlay Power Board, CIPB）。該產(chǎn)品極具創(chuàng)新性，既將功率半導(dǎo)體芯片嵌入PCB，又混搭了SiC和IGBT芯片。

通過(guò)將功率芯片嵌入PCB，采埃孚將雜散電感降低，將體積功率密度做高，實(shí)現(xiàn)逆變器的極致性能。

通過(guò)在CIPB基礎(chǔ)上混合應(yīng)用SiC&Si，采埃孚CIPB DualSemi方案，相較于純SiC應(yīng)用，在成本和適用性方面取得進(jìn)展。

也就是說(shuō)，采埃孚的CIPB逆變器，在采用全SiC芯片下可將性能做到極致，在考慮成本下混搭I(lǐng)GBT。

03.

車(chē)規(guī)SoC：Chiplet，外接NPU、GPU

Chiplet，又做“芯?！保且环N新興的封裝技術(shù)，可將擁有不同工藝和電壓等級(jí)的多個(gè)產(chǎn)品組合在一起，為客戶實(shí)現(xiàn)更多的靈活性與軟件復(fù)用性，同時(shí)降低開(kāi)發(fā)成本，縮短上市時(shí)間。

最近，瑞薩發(fā)布的第五代R-Car SoC芯片，X5H SoC就采用了Chiplet擴(kuò)展技術(shù)。

比如，若客戶希望推出一些個(gè)性化、定制化的智駕功能，需要將AI芯片算力拉滿，接近1000 TOPS乃至2000 TOPS，X5H就可通過(guò)Chiplet擴(kuò)展將X5H片上NPU與外部NPU相結(jié)合，將AI處理性能提升五倍之多。

如果客戶希望打造更酷炫的座艙，引入大語(yǔ)音模型，加載3D游戲、人機(jī)共駕等功能，X5就可通過(guò)Chiplet外接GPU芯片，拓展圖形渲染及處理能力。

而且，外接的NPU芯片和GPU芯片可來(lái)自于第三方。當(dāng)然瑞薩本身也會(huì)針對(duì)第五代開(kāi)發(fā)NPU、GPU，來(lái)提供同構(gòu)的升級(jí)產(chǎn)品。同構(gòu)芯片之間的適配會(huì)最快，最可靠。

為實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的Chiplet集成，X5H提供標(biāo)準(zhǔn)的UCIe(通用小芯片互聯(lián)通道)芯片間互聯(lián)接口及API，促進(jìn)多芯片系統(tǒng)中與其它組件的互操作性。

如此，主機(jī)廠和Tier 1將能夠結(jié)合并調(diào)配多樣化的功能，并跨車(chē)輛平臺(tái)，定制智駕系統(tǒng)，乃至兼顧未來(lái)的迭代。

這樣的話，即使算力需求暫時(shí)看不到上限，主機(jī)廠和Tier1也不用擔(dān)心未來(lái)的升級(jí)規(guī)劃。

END.

從電池、功率模塊到車(chē)規(guī)SoC芯片，不難看出，在主機(jī)廠同時(shí)追求性能、效率和成本的今天，上游供應(yīng)商也在探索平衡點(diǎn)到底在哪里。若單一材料、結(jié)構(gòu)無(wú)法完全滿足需要，混搭也就被提上日程，互補(bǔ)互利，從極致性能向下尋找成本空間，從性價(jià)比向上挖掘性能潛力。

當(dāng)然，混搭流行，系統(tǒng)對(duì)組件的管理、控制、互聯(lián)也就需要更精準(zhǔn)，更高效，非常考驗(yàn)技術(shù)能力。

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