就在今年，大眾、通用、寶馬等，也都紛紛推出了混合動力汽車，混動似乎突然之間火了。在糾結該不該買混動汽車之前，不妨先讀讀這篇純電池技術文章(zhang)。混(hun)動出現了什么流(liu)派？這真是一(yi)個(ge)大問題。個(ge)人覺得有3個(ge)角度是可以(yi)論一(yi)論“流(liu)派”的：

1)系(xi)統構型：行星齒輪(lun)派(pai)與非(fei)行星齒輪(lun)派(pai)

2)電池(chi)技術：鋰離子電池(chi)派(pai)與鎳氫電池(chi)派(pai)

3)電(dian)機技術：永磁(ci)同(tong)步派(pai)與感應(ying)電(dian)機派(pai)

本文重要(yao)從(cong)電(dian)池技(ji)術(shu)的(de)角度(du)來(lai)捋(lv)一捋(lv)不(bu)同(tong)的(de)混動流派，電(dian)池技(ji)術(shu)哪(na)家強呢(ni)？

鋰離子電(dian)池(chi)路(lu)線vs鎳氫(qing)電(dian)池(chi)路(lu)線

正(zheng)如談(tan)(tan)純電動避不開(kai)特(te)斯拉(la)相(xiang)同(tong)，談(tan)(tan)混合動力的時(shi)候，也都要和豐田(tian)普銳斯進(jin)行比較。

豐田普銳斯的混動系統構型堪稱完美，近20年都無需大改，沿用至今。但其在電池類型的選擇上，卻是另外一番景象——豐田一直以鎳氫電池為主(zhu)，直(zhi)至第4代普銳斯才供應了鋰(li)(li)(li)離子(zi)電(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)與(yu)(yu)鎳(nie)氫電(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)兩(liang)個(ge)版本，鋰(li)(li)(li)離子(zi)電(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)組(zu)，僅有(you)56個(ge)Cells，而鎳(nie)氫電(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)組(zu)則(ze)有(you)168個(ge)Cells，因此兩(liang)者在成本價格上相去不遠，且輸出電(dian)壓(ya)也在伯仲之間，但鋰(li)(li)(li)離子(zi)電(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)組(zu)的(de)重量較鎳(nie)氫電(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)組(zu)輕了16公斤(jin)。與(yu)(yu)鋰(li)(li)(li)離子(zi)電(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)相比，鎳(nie)氫電(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)有(you)固(gu)有(you)的(de)劣勢，可以(yi)預(yu)見到，豐田在不遠的(de)將(jiang)來，將(jiang)不得(de)不轉為以(yi)鋰(li)(li)(li)離子(zi)電(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)為主(zhu)。

而作(zuo)為比較的(de)通(tong)(tong)用(yong)，則從(cong)最原始的(de)BAS系統（皮(pi)帶助力微混）到(dao)插電的(de)沃藍達、以及SPARK電動(dong)汽(qi)車(che)，都堅決采用(yong)了(le)鋰(li)離(li)子(zi)電池(chi)路線(xian)。最近(jin)看過一篇很有意思的(de)文章《原來(lai)(lai)特(te)斯(si)拉(la)的(de)電動(dong)汽(qi)車(che)技術(shu)來(lai)(lai)自于(yu)TA》，文中講到(dao)通(tong)(tong)用(yong)是鋰(li)離(li)子(zi)電池(chi)路線(xian)的(de)倡導(dao)者，通(tong)(tong)用(yong)EV1項目的(de)負(fu)責(ze)人和特(te)斯(si)拉(la)Roadster也頗有淵源(yuan)。通(tong)(tong)用(yong)涉足電動(dong)汽(qi)車(che)的(de)歷史可能要追溯(su)到(dao)1990年（甚至更早），通(tong)(tong)用(yong)當年推出了(le)一款電動(dong)汽(qi)車(che)“Impact”，并(bing)供應給用(yong)戶(hu)進行(xing)試用(yong)。

盡管該項(xiang)目后(hou)來(lai)擱淺，試用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)樣車(che)也被盡數回收，但是通(tong)(tong)過該項(xiang)目積累了(le)(le)大量的(de)(de)(de)(de)電動汽車(che)相關相關經驗(yan)和(he)技(ji)術，用(yong)(yong)(yong)在(zai)(zai)后(hou)續的(de)(de)(de)(de)VOLT、BEV以(yi)及BOLT上。后(hou)續從VOLT開始(shi)，大規模(mo)使用(yong)(yong)(yong)鋰離(li)(li)子(zi)電池(chi)技(ji)術。即使只有0.5kWh電池(chi)的(de)(de)(de)(de)上一代(dai)君越eAssist，都(dou)采用(yong)(yong)(yong)了(le)(le)鋰離(li)(li)子(zi)電池(chi)，要了(le)(le)解同時代(dai)別的(de)(de)(de)(de)微混車(che)都(dou)在(zai)(zai)用(yong)(yong)(yong)鉛酸。因此，通(tong)(tong)用(yong)(yong)(yong)在(zai)(zai)鋰離(li)(li)子(zi)電池(chi)應用(yong)(yong)(yong)這(zhe)一領(ling)域(yu)可謂(wei)占盡了(le)(le)先(xian)機，是第一個(ge)在(zai)(zai)所有從混動到(dao)純電動都(dou)使用(yong)(yong)(yong)鋰離(li)(li)子(zi)電池(chi)的(de)(de)(de)(de)廠家。可以(yi)說，通(tong)(tong)用(yong)(yong)(yong)是鋰離(li)(li)子(zi)電池(chi)車(che)用(yong)(yong)(yong)領(ling)域(yu)“第一個(ge)吃(chi)螃蟹的(de)(de)(de)(de)人(ren)”，這(zhe)也是為何(he)要把通(tong)(tong)用(yong)(yong)(yong)單獨(du)拎出來(lai)，作為“鋰離(li)(li)子(zi)電池(chi)派”的(de)(de)(de)(de)典型。

通用鋰離子電池派與(yu)豐田(tian)鎳氫電池(chi)派相比，有(you)以下差別：

a)能量密度：

電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)要用(yong)途是(shi)(shi)儲存能量(liang)(liang)(liang)，因此能量(liang)(liang)(liang)密(mi)(mi)度是(shi)(shi)電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)最重(zhong)(zhong)要參數，在這方面鋰離子電(dian)池(chi)(chi)比(bi)較鎳氫(qing)電(dian)池(chi)(chi)有較大(da)的(de)(de)(de)優勢。以2012年(nian)推出(chu)(chu)的(de)(de)(de)第三代(dai)普銳(rui)斯(si)鎳氫(qing)電(dian)池(chi)(chi)為(wei)例，1.3kWh容(rong)量(liang)(liang)(liang)，重(zhong)(zhong)量(liang)(liang)(liang)卻達(da)到53.3kg，能量(liang)(liang)(liang)密(mi)(mi)度才24.4Wh/kg；而同時代(dai)通用(yong)推出(chu)(chu)的(de)(de)(de)VOLT，采用(yong)鋰離子電(dian)池(chi)(chi)，電(dian)池(chi)(chi)包容(rong)量(liang)(liang)(liang)16kWh，重(zhong)(zhong)量(liang)(liang)(liang)為(wei)181.4kg，能量(liang)(liang)(liang)密(mi)(mi)度為(wei)88.2Wh/kg，兩(liang)者能量(liang)(liang)(liang)密(mi)(mi)度差了差不多(duo)4倍。通用(yong)的(de)(de)(de)最新產品，BOLT使用(yong)的(de)(de)(de)電(dian)池(chi)(chi)包為(wei)LG的(de)(de)(de)層狀電(dian)池(chi)(chi)60kWh，435kg，其(qi)能量(liang)(liang)(liang)密(mi)(mi)度達(da)到了138Wh/kg，最近上市的(de)(de)(de)君越混動版本，采用(yong)了第二代(dai)Voltech，使用(yong)1.5kWh電(dian)池(chi)(chi)包，可為(wei)60kW和54kW的(de)(de)(de)兩(liang)個電(dian)機供應動力，功率密(mi)(mi)度可見一斑。

從這個角度來看，豐田還停留在(zai)中度混合(he)動力的(de)階段(duan)，以(yi)短時間降低油耗為目(mu)的(de)，而對未來的(de)戰(zhan)略并不明朗；而通用(yong)是沖著深度混合(he)動力方向去的(de)，甚至為純(chun)電動做好了(le)技術鋪墊，混合(he)動力-插(cha)電式-純(chun)電動的(de)技術路線已經(jing)非常明確。

b)電池容量：

從(cong)電(dian)(dian)池容(rong)量來說(shuo)，普銳斯的(de)(de)電(dian)(dian)池容(rong)量僅能供應不到10公里的(de)(de)純電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)行駛(shi)，而(er)通用VOLT則可以供應多達60km的(de)(de)純電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)續駛(shi)里程。因此，豐田有關電(dian)(dian)池的(de)(de)思路就是輔助系統，而(er)通用則把電(dian)(dian)池放(fang)(fang)到了和(he)發(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)同等重要的(de)(de)位置上。也就是說(shuo)，豐田的(de)(de)混合(he)動(dong)(dong)(dong)力還(huan)是以發(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)為(wei)主，比如研發(fa)(fa)(fa)了阿(a)特金森循環發(fa)(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)，而(er)通用的(de)(de)混合(he)動(dong)(dong)(dong)力則把電(dian)(dian)池放(fang)(fang)在了較為(wei)重要的(de)(de)地位。

c)電池管理技術(shu)水平

從技(ji)(ji)術(shu)角度(du)，鋰離子(zi)電(dian)池(chi)(chi)系統(tong)比鎳氫(qing)(qing)電(dian)池(chi)(chi)系統(tong)要復(fu)雜(za)，技(ji)(ji)術(shu)難度(du)更(geng)大(da)。鋰離子(zi)電(dian)池(chi)(chi)雖然(ran)能(neng)量密度(du)高，使用(yong)壽(shou)命(ming)(ming)長，但對(dui)溫(wen)度(du)更(geng)加敏(min)感(gan)，要設(she)計(ji)復(fu)雜(za)的(de)熱(re)(re)管理(li)系統(tong)。例如，通(tong)用(yong)第二(er)代VOLT設(she)計(ji)了(le)多(duo)種(zhong)模式的(de)熱(re)(re)管理(li)系統(tong)，可(ke)(ke)以用(yong)廢熱(re)(re)給(gei)電(dian)池(chi)(chi)加熱(re)(re)，也可(ke)(ke)以用(yong)空調給(gei)電(dian)池(chi)(chi)冷卻，設(she)計(ji)非常節能(neng)和(he)精妙(miao)，有(you)效地新增(zeng)了(le)電(dian)池(chi)(chi)壽(shou)命(ming)(ming)和(he)性能(neng)。而(er)鎳氫(qing)(qing)電(dian)池(chi)(chi)對(dui)溫(wen)度(du)敏(min)感(gan)性較差，設(she)計(ji)簡單的(de)熱(re)(re)管理(li)系統(tong)即(ji)可(ke)(ke)。另一(yi)方面，通(tong)用(yong)鋰離子(zi)電(dian)池(chi)(chi)包較大(da)（比如VOLT電(dian)池(chi)(chi)容量是普銳斯的(de)十多(duo)倍），使用(yong)更(geng)先進的(de)均衡技(ji)(ji)術(shu)、充放(fang)電(dian)控制(zhi)技(ji)(ji)術(shu)等，使得Volt的(de)電(dian)池(chi)(chi)組(zu)(zu)內的(de)溫(wen)度(du)差可(ke)(ke)控制(zhi)在2°C以內，有(you)力(li)地支持了(le)8年的(de)電(dian)池(chi)(chi)組(zu)(zu)壽(shou)命(ming)(ming)保證期。

通用的(de)(de)(de)凱迪(di)拉克(ke)CT6電池(chi)管(guan)(guan)理(li)技術來源于(yu)第(di)二代Volt電池(chi)管(guan)(guan)理(li)的(de)(de)(de)技術基礎，也充(chong)分(fen)展(zhan)示了(le)在電池(chi)集成與管(guan)(guan)理(li)方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)最高水(shui)平(ping)：由3段96S2P電池(chi)（96個電芯(xin)Cell，每(mei)個電芯(xin)包含2個電芯(xin)對CellPair）組成，外部由高壓壓鑄(zhu)鋁板進行相應的(de)(de)(de)保(bao)護，內部還包含必(bi)須(xu)的(de)(de)(de)高低(di)壓線束(shu)以及散熱管(guan)(guan)ThermalPlumbing，并在電芯(xin)間(jian)加(jia)入了(le)水(shui)冷散熱鰭片，模塊化設計使得可(ke)以靈活配置電池(chi)組的(de)(de)(de)外形(xing)與容量(liang)。

作為一名工(gong)程師，在(zai)我看來，特斯拉(la)的(de)電池(chi)(chi)(chi)管(guan)理水(shui)平已不(bu)低(di)，但在(zai)通(tong)用這(zhe)種“老司(si)機”炫技(ji)一般(ban)的(de)水(shui)平看來，還是(shi)(shi)略顯稚(zhi)嫩。不(bu)僅特斯拉(la)，豐田在(zai)電池(chi)(chi)(chi)管(guan)理技(ji)術上(shang)的(de)投入(ru)也較少。鋰(li)離子電池(chi)(chi)(chi)派與鎳氫電池(chi)(chi)(chi)派在(zai)電池(chi)(chi)(chi)管(guan)理水(shui)平上(shang)的(de)差距，重要是(shi)(shi)由于豐田認為電池(chi)(chi)(chi)處于輔助地位，自然投入(ru)的(de)研發成(cheng)本較低(di)，以投入(ru)性價比為主(zhu)；而通(tong)用則(ze)認為電池(chi)(chi)(chi)是(shi)(shi)動力系統的(de)半壁江山，對電池(chi)(chi)(chi)及其管(guan)理技(ji)術進行(xing)了深入(ru)研究。

不了(le)解為何，看到通用的(de)雙(shuang)行星齒(chi)排系(xi)統與電(dian)池管(guan)理系(xi)統，令(ling)人眼(yan)花(hua)繚亂，讓人感嘆鬼斧神工(gong)，這(zhe)總是讓我(wo)想到另外兩個工(gong)程師(shi)向往的(de)公司：摩托(tuo)羅拉與索(suo)尼。不管(guan)怎么說吧，這(zhe)技術水(shui)平(ping)是杠杠的(de)。

層狀鋰(li)離(li)子電池vs圓柱形(xing)鋰(li)離(li)子電池

這兩(liang)三年來，經常有人問，特斯拉的電池(chi)管理算法(fa)太厲害了，可以使電動汽車(che)跑400公里(li)(li)，而一般的電動汽車(che)跑一兩(liang)百公里(li)(li)就不行了啊，那他們的電池(chi)管理算法(fa)究竟是怎么厲害的啊？

首先，必須(xu)承認把幾(ji)千節(jie)電(dian)(dian)池組成(cheng)電(dian)(dian)池包(bao)來用，確實(shi)挺牛的，但是(shi)特(te)斯拉跑得遠真的和電(dian)(dian)池管理算法(fa)關系不(bu)(bu)大，重要(yao)是(shi)電(dian)(dian)池塞得多(duo)……而這樣的回答(da)，一般都不(bu)(bu)能讓提(ti)問者信(xin)服，這不(bu)(bu)得不(bu)(bu)說是(shi)特(te)斯拉營銷的成(cheng)功，讓普羅大眾相信(xin)“算法(fa)是(shi)可以發電(dian)(dian)的”。

圓(yuan)柱形電(dian)(dian)池(chi)與層狀電(dian)(dian)池(chi)相比，缺點是非常(chang)明顯(xian)的：

a)體積利用率：

圓柱形電池在成組時必然會(hui)比(bi)層狀電池占用更大的空(kong)間，從而影響車內總體空(kong)間。

b)熱管理難度：

層狀電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)接觸(chu)面(mian)積較大，更加(jia)有(you)(you)利于散熱(re)和電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)單體(ti)之間(jian)的(de)熱(re)平衡(heng)，BOLT的(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)包可以控制(zhi)單體(ti)溫差在(zai)2度(du)之內，對電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)一致性和耐久性有(you)(you)很好的(de)提高。

c)一致性與可靠(kao)性：

特斯拉(la)ModelS一(yi)(yi)共有7000多(duo)個單(dan)體(ti)，而VOLT上只(zhi)用了288個，單(dan)體(ti)太多(duo)導致的失效新增以及一(yi)(yi)致性問題，可能(neng)會隨著時間的推移而慢(man)慢(man)顯現(xian)出(chu)來

事實(shi)上(shang)，特(te)斯(si)拉之所以(yi)使用18650電池，更(geng)多出于價(jia)格(ge)和商(shang)務而(er)不是技術上(shang)的(de)考慮，當時松下急于尋找合作(zuo)伙(huo)伴，因(yin)此報(bao)出了(le)低于成本的(de)價(jia)格(ge)。而(er)GM的(de)全(quan)球(qiu)供應商(shang)體系較(jiao)為完(wan)善(shan)，話語權也較(jiao)多，因(yin)此有較(jiao)大(da)的(de)空間去選(xuan)擇技術上(shang)更(geng)先進的(de)供應商(shang)。

電(dian)(dian)池路線(xian)之爭的(de)核心問題：電(dian)(dian)池安全

@葉磊(lei)Ray在他的回(hui)答《為何說特斯拉的核心優勢是電(dian)池管(guan)理軟件算(suan)法(fa)？》中也提到：“德國汽車公司拿他們的技(ji)術標準(zhun)去套(tao)Tesla的產(chan)品，無論是設計選型(xing)還是制造工藝根本就不成熟”。

這(zhe)里就(jiu)要(yao)特(te)別提到電池路線之爭的核(he)心問(wen)題：電池安全(quan)問(wen)題。別看電動汽車發展得如(ru)(ru)火如(ru)(ru)荼，在量起來后頻發的著火爆炸事故有可能使這(zhe)個(ge)行業倒掉；別看特(te)斯拉如(ru)(ru)日中天(tian)，假如(ru)(ru)集(ji)中爆發安全(quan)問(wen)題引起集(ji)中召回與賠償，公司也很難撐往(wang)住。

簡而(er)言(yan)之，安全(quan)問題就是(shi)汽(qi)車公司的(de)黑天鵝。忽視安全(quan)問題，也(ye)許像是(shi)掙脫了枷(jia)鎖(suo)，可以發展(zhan)得更快，但(dan)也(ye)面(mian)對(dui)著發展(zhan)道路戛然而(er)止(zhi)的(de)風險(也(ye)可能(neng)風險未爆(bao)發，從(cong)而(er)取(qu)得先機(ji)，這叫“機(ji)會主義路線”)。而(er)特斯拉在這方(fang)面(mian)，不得不說是(shi)有點冒進的(de)：

特斯(si)拉的(de)BMS左右兩(liang)個(ge)(ge)接插(cha)件(jian)都不(bu)是汽車級的(de)，中間的(de)兩(liang)個(ge)(ge)插(cha)排更像是調試接口，而不(bu)是產品，這種接口在IT上經常使(shi)用，但是能否適應車輛(liang)的(de)惡劣環境還待考(kao)證。

通(tong)用(yong)VOLT上(shang)用(yong)的BMS電路板出(chu)布局(ju)非常工整，使用(yong)的接插件都是汽車級接插件，完全可以滿足車輛使用(yong)和運輸過程中震動、溫度、腐(fu)蝕(shi)等苛刻環境。

使用的(de)(de)芯片(pian)方(fang)面(mian)，特斯拉的(de)(de)IT基(ji)因促使他(ta)們使用了一些IT行業(ye)的(de)(de)芯片(pian)，比如DSP、ARM、FPGA等(deng)(deng)。而通用則完全使用傳統(tong)的(de)(de)汽車級芯片(pian)，單片(pian)機一般都是飛思(si)卡(ka)爾，硬件設(she)計(ji)滿足ISO26262的(de)(de)ASILC等(deng)(deng)級。

在高壓(ya)(ya)安(an)全(quan)(quan)方(fang)面，通用(yong)的(de)方(fang)法是(shi)使(shi)用(yong)MSD（ManualServiceDisconnect），就(jiu)是(shi)下圖這(zhe)個黃(huang)(huang)色的(de)接(jie)頭(tou)，這(zhe)個黃(huang)(huang)色接(jie)頭(tou)可(ke)以從(cong)物理(li)上斷開電池包和(he)(he)外(wai)界的(de)高壓(ya)(ya)，保證維(wei)修人員的(de)安(an)全(quan)(quan)。所有和(he)(he)高壓(ya)(ya)安(an)全(quan)(quan)相關的(de)信號，都采用(yong)了(le)雙(shuang)路備份(fen)處理(li)，甚至專門(men)為了(le)電池管理(li)系統設計了(le)雙(shuang)路CAN總線的(de)冗余備份(fen)，確(que)保高壓(ya)(ya)安(an)全(quan)(quan)萬無一失。

而特斯(si)(si)拉則為了(le)節約(yue)成本，省去了(le)這(zhe)個零件，而是依(yi)靠高(gao)壓(ya)繼(ji)電器來進行斷開(kai)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法，當高(gao)壓(ya)繼(ji)電器發生粘連故(gu)障時(shi)，無法斷開(kai)，有安全方(fang)面的風(feng)險。不過考慮到特斯(si)(si)拉的產量一個月也(ye)就(jiu)幾千(qian)臺(tai)，量產時(shi)間也(ye)不長，出現(xian)問題(ti)的概(gai)率也(ye)不大(da)。而假如量上來了(le)，那可(ke)能會遇到問題(ti).

當然(ran)(ran)，馬斯(si)克能(neng)(neng)把火箭(jian)發(fa)上天再收回(hui)來(lai)，他(ta)對安(an)全性、可(ke)靠性的(de)(de)(de)理(li)解也不會(hui)(hui)差。而上述的(de)(de)(de)特斯(si)拉的(de)(de)(de)安(an)全性、可(ke)靠性問題，可(ke)能(neng)(neng)只是他(ta)的(de)(de)(de)一(yi)種發(fa)展策略——既然(ran)(ran)現在只能(neng)(neng)賣幾千的(de)(de)(de)量(liang)，那就按照幾千的(de)(de)(de)量(liang)來(lai)設(she)計(ji)安(an)全性；當我能(neng)(neng)賣幾十萬(wan)輛的(de)(de)(de)時候，自(zi)然(ran)(ran)會(hui)(hui)按照幾十萬(wan)的(de)(de)(de)量(liang)來(lai)設(she)計(ji)安(an)全性。假如(ru)真是如(ru)此(ci)，不得不說，特斯(si)拉還是比傳統車企要靈活得多；假如(ru)不是這樣，那很可(ke)能(neng)(neng)在量(liang)上來(lai)后(hou)要出問題。

在電池技術(shu)方面，包括通用在內的德美日大型傳統(tong)車企，作為(wei)(wei)年銷量(liang)數百(bai)萬的百(bai)年老店，更加重(zhong)視產(chan)(chan)品(pin)的可靠(kao)性(xing)(xing)、一致性(xing)(xing)以(yi)及耐久性(xing)(xing)。而特(te)斯拉(la)作為(wei)(wei)帶(dai)有(you)IT基因的新興公(gong)司，將注(zhu)意力更多放(fang)在用戶(hu)體驗上，其產(chan)(chan)品(pin)也未(wei)經(jing)過大量(liang)、長時間的驗證。