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    • Part 1、宁德时代对安全技术的思考
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宁德时代的电池技术断代

2022/08/31
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在本次《世界新能源大会》里面,宁德时代从整体和技术方面做一些分享,我现在觉得有意思的地方,在于宁德时代如何断代,并且如何给客户分配技术的问题。

比如现在有这么多种选择:

●CTP技术:从CTP1.0、CTP2.0和CTP3.0。

●NP技术:从NP1、NP2后续还规划了NP3和NP4。

●化学体系:从磷酸铁锂演化到M3P,从NCM523进化到中镍高电压,从高镍、掺硅补锂到凝聚态。

这就好像,一个父亲有很多个儿子——一代代的技术不光断代比较麻烦,想要搞清楚他们还比较费劲。

▲图1.宁德时代的各种技术秀

Part 1、宁德时代对安全技术的思考

我们现在理解的CTP3.0=麒麟电池,也就是说这是一个系列,演化到这一代电池系统的通用性和兼容性可以变得更强,最基本的要求是不同尺寸、不同材料体系的电芯均可以应用。

从目前来看,这个电池系统方案,目前的特点主要包括:

●高成组率:也就是完全的无模组化,在电池托盘层面简化纵横梁(取消),横量是否达到CTP3.0的一个重要的标志,就是体积成组率。

●热失控防护整体策略:也就围绕高能量密度,超过250Wh/kg的高镍三元路线电芯,是否能满足NP的要求。

在本次交流中,我们看到无热扩散的几个层次:

◎NP1 被动防护 不扩散,这是最基本的要求,行业花了很多时间才做到了。

◎NP2 主动隔离 不扩散,稳定放电至安全状态,这个我们在后面理解一下。

◎NP3 烟气控制:这是指电芯排出的企业在一定的范围内,有害物质排放定向控制。

◎NP4 故障降唯:这是指后面电芯烧掉,通过旁路处理,整包还能用的意思。

▲图2.NP的技术迭代更新

●高倍率电芯的散热问题:车企需要高能量和高倍率电芯兼顾的需求,需要控制温升,防止电芯快速衰减。

●CTP3.0能过渡倒CTC的技术。

Part 2、NP技术的探讨

目前看下来,NP1到NP2热失控防护的设计策略,是综合考虑4680和大众电芯设计,也就是说我们之前往Pack上盖喷射,需要做很多的考虑:一方面是Pack上盖要足够坚固,另一方面要做热防护材料。当整个设计成本和重量达到一定的时候,设计的考量就把泄压阀往下做。

我们现在看到了几种变种:

●麒麟设想1:正立,采用NP1.0,泄压结构在上,正负输出在上。

●麒麟设想2:电芯正立,采用NP2.0,泄压结构在下,正负输出在上,泄压往下对着下壳体,足够坚固。

●麒麟设想3:倒立电芯,采用NP?,泄压结构在下,正负输出在下,下面的Busbar电连接和壳体进行综合考虑。

▲图3.NP2的迭代

我的理解是:麒麟里面的多功能集成液冷板组件,主要的还是为了快充考虑——既作为冷板在使用,又作为结构件在承担机械力,同时还作为电芯膨胀力缓冲空间来使用。麒麟电池的不同版本,不管是电芯正放,倒放或者是正放但是泄压口往下,整个下箱体也是成为承载结构件,反正这东西断代怎么都是宁德自己在区分,我们已经不清楚这里怎么搭配怎么借鉴,龙生九子,反正都是小麒麟。

▲图4.最低的目标就是这个NP1.0 

当然大家很关心的复合集流体,估计2022年下半年到2023年,宁德时代搭配着高镍的电芯产品也会逐步导入电芯体系,这个还是减小电芯的内短路概率,减小快充引发的起火风险。

▲图5.宁德时代的复合集流体

小结:

讨论宁德时代的电池技术,确实是需要很多的功夫把所有的拼图放在一起。作为一个大公司,这么多团队迭代开发不同的思路,外人理解起来确实费劲,后续我们专门看看亲儿子阿维塔的电池系统。

宁德时代

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宁德时代新能源科技股份有限公司是全球领先的锂离子电池研发制造公司,公司专注于新能源汽车动力电池系统、储能系统的研发、生产和销售,致力于为全球新能源应用提供一流解决方案。

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笔者 朱玉龙,一名汽车行业的工程师,2008年入行,做的是让人看不透的新能源汽车行业。我学的是测试和电路,从汽车电子硬件开始起步,现在在做子系统和产品方面的工作。汽车产业虽然已经被人视为夕阳产业,不过我相信未来衣食住行中的行,汽车仍是实现个人自由的不二工具,愿在汽车电子电气的工程方面耕耘和努力,更愿与同行和感兴趣的朋友分享见解。