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2021年，有人抛出一个问题：电池混搭将成为未来主流趋势？
三年过去，问题升级：整车的核心，从三电到智能，混搭是不是将成为它们共同的趋势？
电池：材料混搭、结构混搭
材料体系，LMFP、LMFP+NCM，打破LFP、NCM的材料界限，成为新的尝试。LMFP，始于宁德时代的M3P，是在磷酸铁锂LFP的基础上，通过掺杂一定比例的锰元素而形成的新型磷酸盐类锂电池正极材料。它集高能量密度、低成本和增强型安全性能于一身，是目前电动汽车电池的一种有前途的替代技术。由于工作电压比LFP电池高，其理论能量密度可达230Wh/kg，比LFP电池高出15%-20%，相当于5系NCM的能量密度，而成本却仅高出LFP的5～6%。同时，LMFP与NCM的电压相近，两者混合之后有奇效，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，将改善三元材料的热稳定性。宁德时代也曾表示，CATL新一代M3P电池在大规模应用的情况下，M3P电池可以降低成本、提高效率，其低温性能、能量密度和成本均优于磷酸铁锂电池和三元锂电池。在材料的混搭即将量产应用验证之时，AB结构混搭更早应用，且混搭的体系更广。比如，NCM电芯与LFP电芯混搭，锂离子电芯和钠离子电芯混搭，锰酸锂与三元锂电池混搭……蔚来早在2021年在ES6、ES8等EV上采用了NCM电芯与LFP电芯混合排布的三元铁锂电池，相对克服了LFP电池的低温续航损失过高和SoC计算误差高的问题，以及为三元锂电池弥补了安全性弱的缺点。宁德时代则提出了锂离子电芯与钠离子电芯的混合排布，更在前不久的骁遥发布会上做了详细介绍。宁德时代指出，钠离子电池有三大技术创新：1、通过锂钠AB电池系统集成技术，将低温续航提升5%；2、以钠离子电池作为SOC检测标尺，使纯电里程额外增加10公里；3、全温域电量精准的BMS技术，提高系统控制精度30%。该混搭方式取了钠离子电芯的耐低温性优势与锂离子电芯的能量密度长处。通过BMS的精准管理，两种电芯将在更适合的工况下工作，提升综合性能，普适性更强。比如在平常温度下，骁遥电池里的锂离子电芯作为主力使用，钠离子电芯作为辅助。在低温下，钠离子电芯作为主力来使用，锂离子电芯作为辅助。目前，阿维塔11增程版、启源A07增程车型，搭载了宁德时代骁遥增混电池。随后理想、深蓝、哪吒、吉利、奇瑞、广汽、岚图等品牌都将搭配该增混电池。功率模块：SiC与Si IGBT混搭，兼顾性能与成本
SiC与Si的混搭，是今年功率模块的一大技术重点。一切都还要回到2022年的特斯拉发布会，一句“未来减少75%的 SiC 使用量”激起千层浪，令电驱动上下游展开天马行空的构思。其中，SiC与Si混搭，就是构思之一。今年9月，英飞凌将不同的半导体材料结合到新型逆变器设计中，在成本和性能优化方面实现平衡。SiC MOSFET，成本高；在电流较小时，导通损耗更小；开关速度更快，没有拖尾电流，开关损耗更具明显优势。Si基IGBT，成本低；当电流较大时，导通损耗则更小；双极性器件，有拖尾电流，开关损耗特性较差。若将SiC MOSFET和Si IGBT用于逆变器中，SiC在中小功率等级使用时具有更低的损耗、更高的效率，而IGBT在大功率输出时相对更有优势。站在整车视角，主驱需要满足低功率常规续航驾驶模式，副驱动轴可提供额外扭矩，实现四轮驱动能力和最佳加速性能。也就是说，主驱重效率、性能，辅驱重成本、加速能力。在现实应用中，主驱通常会采用SiC功率模块，功率中小；辅驱采用IGBT，功率高。同理，当单逆变器融合SiC和IGBT时，SiC在中小功率阶段维持高效率续航运行，SiC+IGBT在加速时提供峰值性能，兼顾主驱和辅驱的成本优化、高性能和高能效要求。就在英飞凌发布混合模块后的10月份，汇川联合动力推出了采用Si和SiC混合功率模块的电机控制器产品——PD4H混碳电控。PD4H混碳电控是基于汇川第四代电机控制器平台进行开发，采用英飞凌新一代的IGBT和SiC MOSFET混合模块，优化并利用EDT3 IGBT 和Gen2 SiC的技术优势，使得两种芯片性能兼容匹配，发挥不同芯片在不同工况下的技术优势。其峰值功率可覆盖150~250kW的动力总成系统，满足A/B/C级轿车、中大型SUV和MPV等多种车型的动力输出要求。另外，采埃孚亚太区研发团队自主研发了芯片内嵌式逆变器（Chip Inlay Power Board, CIPB）。该产品极具创新性，既将功率半导体芯片嵌入PCB，又混搭了SiC和IGBT芯片。通过将功率芯片嵌入PCB，采埃孚将杂散电感降低，将体积功率密度做高，实现逆变器的极致性能。通过在CIPB基础上混合应用SiC&Si，采埃孚CIPB DualSemi方案，相较于纯SiC应用，在成本和适用性方面取得进展。也就是说，采埃孚的CIPB逆变器，在采用全SiC芯片下可将性能做到极致，在考虑成本下混搭IGBT。Chiplet，又做“芯粒”，是一种新兴的封装技术，可将拥有不同工艺和电压等级的多个产品组合在一起，为客户实现更多的灵活性与软件复用性，同时降低开发成本，缩短上市时间。最近，瑞萨发布的第五代R-Car SoC芯片，X5H SoC就采用了Chiplet扩展技术。比如，若客户希望推出一些个性化、定制化的智驾功能，需要将AI芯片算力拉满，接近1000 TOPS乃至2000 TOPS，X5H就可通过Chiplet扩展将X5H片上NPU与外部NPU相结合，将AI处理性能提升五倍之多。如果客户希望打造更酷炫的座舱，引入大语音模型，加载3D游戏、人机共驾等功能，X5就可通过Chiplet外接GPU芯片，拓展图形渲染及处理能力。而且，外接的NPU芯片和GPU芯片可来自于第三方。当然瑞萨本身也会针对第五代开发NPU、GPU，来提供同构的升级产品。同构芯片之间的适配会最快，最可靠。为实现无缝的Chiplet集成，X5H提供标准的UCIe(通用小芯片互联通道)芯片间互联接口及API，促进多芯片系统中与其它组件的互操作性。如此，主机厂和Tier 1将能够结合并调配多样化的功能，并跨车辆平台，定制智驾系统，乃至兼顾未来的迭代。这样的话，即使算力需求暂时看不到上限，主机厂和Tier1也不用担心未来的升级规划。END.
从电池、功率模块到车规SoC芯片，不难看出，在主机厂同时追求性能、效率和成本的今天，上游供应商也在探索平衡点到底在哪里。若单一材料、结构无法完全满足需要，混搭也就被提上日程，互补互利，从极致性能向下寻找成本空间，从性价比向上挖掘性能潜力。当然，混搭流行，系统对组件的管理、控制、互联也就需要更精准，更高效，非常考验技术能力。![]()
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