揭秘宁德时代车用锂电池“零事故”行业记录

39度创意研究所 发表于 2018-06-21 15:56:00 收藏 已收藏
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揭秘宁德时代车用锂电池“零事故”行业记录

39度创意研究所 发表于 2018-06-21 15:56:00

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、比亚迪和宁德时代(简称CATL);而在国内车用锂电池市场,比亚迪与宁德时代已经形成双头并进的局面。从趋势上看,宁德时代大有超越比亚迪抢占国内份额第一的机会。这家成立于2011年的年轻新能源企业,却保持着车用锂电池“零事故”的行业记录。借2016年宁德时代第二期媒体公开日的参观机会,正好可以让我们一探零事故电池的秘密,以及由此带来的红利。

揭秘宁德时代车用锂电池“零事故”行业记录

注:由于生产区域不允许拍摄,故下文提到的生产线参观内容配图均为官方提供图片,还望各位网友谅解。

● 核心主线:安全贯穿研发生产全过程

在电池技术讲座及媒体沟通会上,CATL官方提到最多的字眼就是“安全”。在他们看来,一块电池即使拥有再高的能量密度,一旦在安全方面出现隐患,前期投入再多的资源都是白费。

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电池安全至关重要,因为动力电池安全的核心,是使用者的安全。

简单来说,CATL的安全理念是“电池全生命周期安全”: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。

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● 先仿真再测试:问题越早暴露越好

这里要着重提一提仿真分析。所谓的仿真分析,就是在生产实物电芯之前,通过建模的方式,在计算机上仿真模拟电芯在安装到汽车上使用时可能遇到的各种意外状况,包括针刺、火烧、电化学、高压、碰撞以及极端寒冷、极端炎热等试验。下图演示的就是模拟电芯受挤压情况下的变化。

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总之就是怎么最惨烈就怎么模拟,先让电芯在计算机内受虐无数次,继而得出电芯材料和机构的最佳模式,再进行实物测试验证,最终量产。

● 除了安全,耐久也非常重要

安全,耐久……接下来是不是要说些羞羞的事情?不要想歪了,我们继续聊车用锂电池。实现了安全的目标之后,还需要解决的就是电池的耐用可靠性。所以,在安全的前提下,保障电池的可靠性,就显得顺理成章了。

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在保障电池可靠性方面,CATL的做法是从系统层层分解,从最小的零部件开始,逐层去分析失效模式和失效率。锂电池产品有一条“浴盆曲线”去形象地表达生命周期内的失效过程。

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从“浴盆曲线”的走向,我们可以看到,所有的锂电池产品在早期失效率会比较高,使用中期失效率会下降,而到了产品晚期老化时又会升高。

针对这种产品特性,CATL尽力把产品的早期失效控制在出厂前,使用户在使用电池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、预测等方式指导维护使用,最终使动力电池寿命尽可能地达到最高。这其中同样需要把模拟仿真和测试评估相结合。

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在媒体沟通会上,CATL总裁黄世霖就电池可靠性问题,谈到了一个例子:CATL现在给欧洲某汽车公司提供的电池,按照他们的使用条件,通过模拟计算出来的数据显示CATL电池是可以用到接近17年,但是客户只要求达到8年的使用寿命就可以。在电池可靠性方面,CATL同样在现有条件下做到了极致。

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CATL总裁黄世霖先生(左)提到,CATL内部设置了一个监控中心,对所有搭载CATL电池的车辆进行电池数据实时监控,以及时发现电池的潜在故障。

● 生产线状况:自动化水平高,干净程度堪比食品企业

记得在知乎里面,我看过一个讨论电池生产企业的帖子,里面有个回复让我印象深刻:“我在某电池企业生产线做过一段时间,里面的环境简直不是人呆的,脏就算了,还有各种异味,而且吵得人都快聋了!”原以为电池生产线真如这位网友所言般脏乱差,虽说有夸张成分,但实际情况应该好不了多少。直到我参观了CATL的生产线之后,才再次相信,知乎里面还是有很多靠瞎扯装哔的人。

在CATL车间现场,我们看到的场景是这样的:车间内的AGV自动搬运材料和为设备喂料,机械手自动拆盘码盘,RGV输送线来回穿梭于库房和线边,中控系统指导每个子设备智能有序的完成装盘、扫码、检测、分拣……

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这种生产模式极大地降低了人员情绪作业、疲劳作业和动作失误对产品品质的影响,已经实现了“生产数据可视化”、“生产过程透明化”、“生产现场无人化”。

● 新产品计划:开发快充和高能量密度电池

CATL目前已经在开发高能量密度快充电池,该电池预计在2018年具有批量生产能力,其主要应用领域为乘用车。

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除了快充电池,在高能量密度电池方面,CATL的技术规划是2020年之前电池能量密度要做到300Wh/kg,2025年以后,将有进一步提高能量密度的规划。黄世霖还提到,现有技术下的电池能量密度的最大值理论上能达到700Wh/kg,这个提升空间将会是未来的攻坚方向。

● 前景展望:已与欧洲三家知名车企达成合作意向

目前,CATL已经成功打入宝马供应链——这个案例CATL在今年首期媒体开放日活动中也有提及,可见合作的重要性程度。

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CATL官方还透露了目前已和欧洲三家知名车企达成合作意向,将为他们旗下的新能源车提供合作开发的锂电池。不过,这个信息也仅限于透露,目前仍然处于保密阶段,具体的车企名称依然无可奉告(然而欧洲知名车企除了宝马也就那么几家,大家随便猜猜)。

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总结:能在全球车用锂电池行业占据前三的位置,并且仍保持向上的势头,CATL并非昙花一现。虽然总部地处福建宁德这一小城市,但“酒香不怕巷子深”,凭借过硬的研发技术、先进的生产设备、完善的产品安全及可靠性监控体系,CATL已成功取得国内外多家知名车企的合作订单。

希望CATL宁德时代,能借新能源汽车的东风,在国际市场上打响中国品牌的名号——也只有这种靠真正实力打拼的中资企业,才有资格称为“民族企业”。

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