2021年，有人拋出一個問題：電池混搭將成為未來主流趨勢？

三年過去，問題升級：整車的核心，從三電到智能，混搭是不是將成為它們共同的趨勢？

01.

電池：材料混搭、結(jié)構(gòu)混搭

近年來，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，始于寧德時代的M3P，是在磷酸鐵鋰LFP的基礎(chǔ)上，通過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、低成本和增強型安全性能于一身，是目前電動汽車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230Wh/kg，比LFP電池高出15%-20%，相當于5系NCM的能量密度，而成本卻僅高出LFP的5～6%。

同時，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)用驗證之時，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，相對克服了LFP電池的低溫續(xù)航損失過高和SoC計算誤差高的問題，以及為三元鋰電池彌補了安全性弱的缺點。

寧德時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)布會上做了詳細介紹。

寧德時代指出，鈉離子電池有三大技術(shù)創(chuàng)新：1、通過鋰鈉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檢測標尺，使純電里程額外增加10公里；3、全溫域電量精準的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)勢與鋰離子電芯的能量密度長處。通過BMS的精準管理，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。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增程車型，搭載了寧德時代驍遙增混電池。隨后理想、深藍、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。

一切都還要回到2022年的特斯拉發(fā)布會，一句“未來減少75%的 SiC 使用量”激起千層浪，令電驅(qū)動上下游展開天馬行空的構(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體材料結(jié)合到新型逆變器設(shè)計中，在成本和性能優(yōu)化方面實現(xiàn)平衡。

核心依然是取長補短。

SiC MOSFET，成本高；在電流較小時，導通損耗更?。婚_關(guān)速度更快，沒有拖尾電流，開關(guān)損耗更具明顯優(yōu)勢。

Si基IGBT，成本低；當電流較大時，導通損耗則更?。浑p極性器件，有拖尾電流，開關(guān)損耗特性較差。

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

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

也就是說，主驅(qū)重效率、性能，輔驅(qū)重成本、加速能力。

在現(xiàn)實應(yīng)用中，主驅(qū)通常會采用SiC功率模塊，功率中??；輔驅(qū)采用IGBT，功率高。

同理，當單逆變器融合SiC和IGBT時，SiC在中小功率階段維持高效率續(xù)航運行，SiC+IGBT在加速時提供峰值性能，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)合動力推出了采用Si和SiC混合功率模塊的電機控制器產(chǎn)品——PD4H混碳電控。

PD4H混碳電控是基于匯川第四代電機控制器平臺進行開發(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，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。其峰值功率可覆蓋150~250kW的動力總成系統(tǒng)，滿足A/B/C級轎車、中大型SUV和MPV等多種車型的動力輸出要求。

另外，采埃孚亞太區(qū)研發(fā)團隊自主研發(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，既將功率半導體芯片嵌入PCB，又混搭了SiC和IGBT芯片。

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

通過在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展。

也就是說，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.

車規(guī)SoC：Chiplet，外接NPU、GPU

Chiplet，又做“芯?！?，是一種新興的封裝技術(shù)，可將擁有不同工藝和電壓等級的多個產(chǎn)品組合在一起，為客戶實現(xiàn)更多的靈活性與軟件復用性，同時降低開發(fā)成本，縮短上市時間。

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

比如，若客戶希望推出一些個性化、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Chiplet擴展將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，引入大語音模型，加載3D游戲、人機共駕等功能，X5就可通過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芯片可來自于第三方。當然瑞薩本身也會針對第五代開發(fā)NPU、GPU，來提供同構(gòu)的升級產(chǎn)品。同構(gòu)芯片之間的適配會最快，最可靠。

為實現(xiàn)無縫的Chiplet集成，X5H提供標準的UCIe(通用小芯片互聯(lián)通道)芯片間互聯(lián)接口及API，促進多芯片系統(tǒng)中與其它組件的互操作性。

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

這樣的話，即使算力需求暫時看不到上限，主機廠和Tier1也不用擔心未來的升級規(guī)劃。

END.

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

當然，混搭流行，系統(tǒng)對組件的管理、控制、互聯(lián)也就需要更精準，更高效，非?？简灱夹g(shù)能力。

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