簡述寧德時(shí)代的電池技術(shù)斷代

時(shí)間:2022-09-06 09:32來源:2030出行研究室 作者:朱玉龍
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簡述寧德時(shí)代的電池技術(shù)斷代
 

在本次《世界新能源大會》中,寧德時(shí)代從整體和技術(shù)層面做出一些分享,有意思的地方,在于寧德時(shí)代電池技術(shù)如何斷代,以及如何給客戶分配技術(shù)的問題。

比如現(xiàn)在已實(shí)現(xiàn)多種選擇——

· CTP技術(shù):從CTP1.0、CTP2.0和CTP3.0

· NP技術(shù):從NP1到NP2,后續(xù)還規(guī)劃了NP3和NP4

· 化學(xué)體系:從磷酸鐵鋰演化到M3P,從NCM523進(jìn)化到中鎳高電壓,從高鎳、摻硅補(bǔ)鋰到凝聚態(tài)

這就好像,“一個(gè)父親有很多個(gè)兒子”——一代代的技術(shù)不光斷代比較麻煩,想要搞清楚它們的關(guān)系也比較費(fèi)勁。

簡述寧德時(shí)代的電池技術(shù)斷代
圖1 寧德時(shí)代的各種技術(shù)秀
 

PART 1:寧德時(shí)代的安全技術(shù)思考

我們現(xiàn)在理解的“CTP3.0=麒麟電池”,也就是說這是一個(gè)系列,演化到這一代電池系統(tǒng)在通用性和兼容性上可以變得更強(qiáng),最基本的要求則是不同尺寸、不同材料體系的電芯均可以應(yīng)用。

從目前來看,這個(gè)電池系統(tǒng)方案,目前的特點(diǎn)主要包括——

1)高成組率:也就是完全的無模組化,在電池托盤層面簡化縱橫梁(取消)。實(shí)際上橫量是否達(dá)到CTP3.0的一個(gè)重要的標(biāo)志,就是體積成組率。

2)熱失控防護(hù)整體策略:也就圍繞高能量密度,超過250Wh/kg的高鎳三元路線電芯,是否能滿足NP的要求。

在本次交流中,我們看到無熱擴(kuò)散的幾個(gè)層次——

· NP1:被動防護(hù)、不擴(kuò)散,這是最基本的要求,行業(yè)花了很多時(shí)間才做到。

· NP2:主動隔離、不擴(kuò)散,穩(wěn)定放電至安全狀態(tài),這反面我們后面再詳細(xì)講一下。

· NP3:煙氣控制,這是指電芯排出的煙氣在一定的范圍內(nèi),有害物質(zhì)排放定向控制。

· NP4:故障降維,這是指后面電芯燒掉,通過旁路處理讓整包還可以繼續(xù)用的意思。

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圖2 NP的技術(shù)迭代更新
 

3)高倍率電芯的散熱問題:滿足車企高能量與高倍率電芯兼顧的需求,需要控制溫升,防止電芯快速衰減。

4)CTP3.0能過渡倒CTC的技術(shù)。

PART 2:NP技術(shù)的探討

目前看下來,NP1到NP2熱失控防護(hù)的設(shè)計(jì)策略,是綜合考慮4680和大眾電芯設(shè)計(jì),也就是說我們之前往Pack上蓋噴射,需要做很多的考慮:一方面是考慮Pack上蓋要足夠堅(jiān)固,一方面要考慮熱防護(hù)材料。當(dāng)整個(gè)設(shè)計(jì)成本和重量達(dá)到一定程度的時(shí)候,設(shè)計(jì)上的考量就是把泄壓閥往下做。

我們現(xiàn)在看到了幾個(gè)變種——

· 麒麟設(shè)想1:電芯正立,采用NP1.0,泄壓結(jié)構(gòu)在上,正負(fù)輸出在上。

· 麒麟設(shè)想2:電芯正立,采用NP2.0,泄壓結(jié)構(gòu)在下,正負(fù)輸出在上,泄壓往下對著下殼體,足夠堅(jiān)固。

· 麒麟設(shè)想3:倒立電芯,采用“NP ?”,泄壓結(jié)構(gòu)在下,正負(fù)輸出在下,下面的Busbar電連接和殼體進(jìn)行綜合考慮。

簡述寧德時(shí)代的電池技術(shù)斷代
圖3 NP2的迭代
 

我的理解是:麒麟里面的多功能集成液冷板組件,主要的還是為了快充考慮——既作為冷板在使用,又作為結(jié)構(gòu)件在承擔(dān)機(jī)械力,同時(shí)還作為電芯膨脹力緩沖空間來使用。麒麟電池的不同版本,不管是電芯正放,倒放或者是正放但是泄壓口往下,整個(gè)下箱體也是成為了承載結(jié)構(gòu)件,反正這東西怎么斷代都是寧德自己在區(qū)分,我們已經(jīng)不清楚這里怎么搭配怎么借鑒。龍生九子,反正都是小麒麟!

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圖4 最低的目標(biāo)就是這個(gè)NP1.0
 

至于大家很關(guān)心的復(fù)合集流體,估計(jì)2022年下半年到2023年,寧德時(shí)代搭配著高鎳的電芯產(chǎn)品也會逐步導(dǎo)入電芯體系,這個(gè)還是能減小電芯的內(nèi)短路概率、減小快充引發(fā)的起火風(fēng)險(xiǎn)。

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圖5 寧德時(shí)代的復(fù)合集流體
 

小結(jié):討論寧德時(shí)代的電池技術(shù),確實(shí)是需要花很多的功夫把所有的拼圖放在一起。而作為一個(gè)大公司,這么多團(tuán)隊(duì)迭代開發(fā)不同的思路,外人理解起來確實(shí)很費(fèi)勁。

圖|網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)截圖

作者簡介:朱玉龍,資深電動汽車三電系統(tǒng)和汽車電子工程師,著有《汽車電子硬件設(shè)計(jì)》。

(責(zé)任編輯:子蕊)
文章標(biāo)簽: 寧德時(shí)代 電池技術(shù)
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