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作为国内唯一一家为国际品牌乘用车提供动力电池企业,宁德时代新能源科技控股有限公司(简称:CATL)也是日韩电池企业对标研究的国内唯一一家竞争对手。但一直以来,CATL都因其低调的态度不为外界所了解,近日,本网站很荣幸受CATL之邀,借其16日举办的“时代动力 极致科技” 媒体公开日之机,拜访CATL并参观学习,也将为外界揭开CATL的神秘面纱。
排名前三强,CATL什么来头?
2015年,全球车用锂电池产量排行榜上,排名前三的品牌分别是松下、比亚迪和CATL,这匹突然杀出的“黑马”是什么来头?
CATL注册于2011年,由于ATL母公司对动力电池投入的犹豫,2012年底ATL的部分管理层和民族资本结合创立了CATL,ATL当时也投资了少量股权。在2013-2015年间,ATL陆续向CATL出售了部分动力电池资产、业务与在CATL的股权,CATL成为纯中资企业。2015年,CATL作为重点企业首批入选工信部《汽车动力蓄电池行业规范条件》企业目录,同年全球车用锂电池产量位列第三;2016年,CATL成功申报由科技部主导的国家重点研发计划新能源汽车专项和工信部主导的国家智能电网专项。
如何打造安全的动力电池?
新能源汽车动力电池安全是一个很严肃的问题,不是说电动汽车的安全完全取决于电池,但电池做不好,就会对车的安全带来不可估量的隐患。CATL从成立至今,保持着零安全事故记录,它是怎么做到的呢?
电动汽车资源网了解到,CATL的安全理念是电池全生命周期安全。主要从两个方面来保障:一是全过程,从电池的量子动力学仿真分析出发,从机理分析、电池材料选择和设计、电芯设计、电池系统设计到制造全过程都必须进行安全管控;二是全方位,电池系统安全包括电气安全、功能安全、机械安全和化学安全。
做出好的电池系统产品,CATL主要依赖三大关键技术:电芯技术、成组技术和BMS技术。在这三大技术构成的铁三角中,电芯决定是否安全的“基因”,成组技术提供电池系统强壮的身体,BMS管理技术提供电池系统“智慧的大脑”。 CATL严格把控电池设计、验证和生产的每个流程,把电池系统安全做到更好。
设计验证,防患未然:在电池系统的设计上,CATL会先做模拟仿真,后做测试评估。仿真覆盖微观到宏观,内容包括量子动力学、机械结构拓扑优化、形貌优化、尺寸优化、产热分析、防热失控、热场分布、模态、振动疲劳、冲击、石击等。通过电化学仿真、热和流体仿真、结构仿真来识别设计关键参数,优化设计方案、评估性能和可靠性指标。
逐层分析失效模式和失效率:根据失效率的“浴盆曲线”模型,所有的产品在早期失效率会比较高,使用中期失效率会下降,到晚期老化时又会升高。CATL从系统层层分解,从最小零部件,逐层去分析失效模式和失效率。
CATL作为电池厂家,尽力把产品的早期失效控制在出厂前,使用户在使用期间的失效率降到最低,在老化衰老期失效率增加时,电池系统依靠诊断、预测,指导维护使用,最终使动力电池寿命达到最高。
建立电池使用寿命预测模型:为了科学有效评估电池的使用寿命, CATL还建立了一套成熟的寿命预测模型。通过3个月的测试数据,可预测电池包系统十年甚至更长的使用寿命。宁德时代2011年投入使用的纯电动大巴,累计行驶18万公里,实际能量寿命衰减落在95%的置信区间。
安全测试,千锤百炼:“除了科学的安全理念、严谨的开发流程,一套完整的测试验证体系在保障电池包安全时同样必不可少。”CATL测试验证负责人王宇曦介绍,CATL的产品不仅按照国家标准通过了针刺、火烧、电化学、高压、碰撞以及极端寒冷、极端炎热等试验,还通过了C-NAS认证。同时,因汽车电子设备的电磁兼容性能在国内日益受到重视,CATL耗资千万建立了电磁兼容实验室以应对在自主研发过程中遇到电磁兼容技术难题。
建立远程监控系统:除了前期非常强调设计和生产安全,CATL还格外关注产品应用安全。目前,CATL有一套远程监控系统及时预警安全隐患,使产品安全的问题大大的减少。这套监控系统配合CATL整个售后服务市场、市场追溯包括未来的梯次利用,保证了产品全生命周期实时监控和安全维护。
如何提高产品一致性?
对于动力电池而言,单体比能量提高仅仅是性能优越的一方面,更重要的是所有单体电池的高度一致性,CATL又是怎么去提高产品的一致性呢?
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