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简述宁德时代的电池技术断代


简述宁德时代的电池技术断代
 

在本次《世界新能源大会》中,宁德时代从整体和技术层面做出一些分享,有意思的地方,在于宁德时代电池技术如何断代,以及如何给客户分配技术的问题。

比如现在已实现多种选择——

· CTP技术:从CTP1.0、CTP2.0和CTP3.0

· NP技术:从NP1到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,想要搞清楚它们的关系也比较费劲。

简述宁德时代的电池技术断代
图1 宁德时代的各种技术秀
 

PART 1:宁德时代的安全技术思考

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在通用性和兼容性上可以变得更强,最基本的要求则是不同尺寸、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——

1)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)。实际上横量是否达到CTP3.0的一个重要的标志,就是体积成组率。

2)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。

· NP2:主动隔离、不扩散,稳定放电至安全状态,这反面我们后面再详细讲一下。

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

· NP4:故障降维,这是指后面电芯烧掉,通过旁路处理让整包还可以继续用的意思。

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图2 NP的技术迭代更新
 

3)高倍率电芯的散热问题:满足车企高能量与高倍率电芯兼顾的需求,需要控制温升,防止电芯快速衰减。

4)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:一方面是考虑Pack上盖要足够坚固,一方面要考虑热防护材料。当整个设计成本和重量达到一定程度的时候,设计上的考量就是把泄压阀往下做。

我们现在看到了几个变种——

· 麒麟设想1:电芯正立,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。

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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了承载结构件,反正这东西怎么断代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!

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图4 最低的目标就是这个NP1.0
 

至于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,这个还是能减小电芯的内短路概率、减小快充引发的起火风险。

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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,确实是需要花很多的功夫把所有的拼图放在一起。而作为一个大公司,这么多团队迭代开发不同的思路,外人理解起来确实很费劲。

图|网络及相关截图

作者简介:朱玉龙,资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师,著有《汽车电子硬件设计》。


文章标签: 宁德时代 电池技术