吳凱:動力電池技術創新助推全面電動化

2022-03-30

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在2022中國電動汽車百人會發言的寧德時代首席科學家吳凱


一年前,寧德時代董事長曾毓群先生在行業內首次提出,未來5年間動力電池將進入TWh時代。當時來看,這一判斷很激進也很大膽。但2021年,全球新能源汽車發展速度超過了很多人預期?;诎n國SNE、彭博社等權威機構的預測,TWh時代真的會在2025年前來臨。


高電動化率下的用戶痛點


2021年,全球三大主要市場的電動化率全面加速。隨著滲透化率的不斷升高,新能源汽車走進千家萬戶,用戶對新能源汽車的各種短板的焦慮和抱怨也不斷增加,包括里程焦慮、安全焦慮、充電焦慮、冬天掉電焦慮、低殘值焦慮等等。解決好用戶的這些核心痛點,是全產業鏈的共同責任,電池企業更是責無旁貸。


寧德時代直面這些挑戰,通過“高效成組技術”、“無熱擴散技術”、“組合換電整體解決方案”等,解決用戶焦慮,助力全面電動化進程。


技術創新推動電動化發展


01 高效成組技術

如下圖,我們統計分析了近三年乘用車的續駛里程分布。消費者對長里程的追求,仍然是一個趨勢。但面向全面市場化時代,長里程要兼顧經濟性問題。高效成組技術既能解決里程焦慮問題,不同化學體系的搭配又能兼顧經濟性需求。

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CATL通過不斷技術迭代,推出了第三代CTP技術,我們內部稱其為麒麟電池,其系統重量、能量密度及體積能量密度繼續引領行業最高水平。在相同的化學體系、同等電池包尺寸下,麒麟電池包的電量,相比4680系統可以提升13%。

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02 無熱擴散技術

針對新能源汽車的安全問題——現在生活中越來越多的封閉建筑空間,如車庫、地下停車場、防空掩體等,這些封閉空間排煙慢、視線差、救援難度大,對電池系統安全性也提出了更高的要求。


如果在電池單體失效的情況下,系統不發生熱擴散,就能極大降低熱失控后的煙氣危害;建筑物內,根據電芯單體熱失控產氣量,就比較容易設計和安裝排煙系統。這樣的話,新能源汽車的安全性就能得到大幅提高,可以最大程度保護生命財產安全。 

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當前國標要求≥5分鐘的熱擴散,是最低的門檻級要求,企業應該以不發生熱擴散作為設計標準。實際上,優勢企業已經主動作為,通過構建多級安全防護技術,實現電池系統不熱擴散的目標。


下圖是近三年,車企對我們產品熱擴散要求的統計數據,呈不斷提高趨勢。

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可以看到,2019年有一半的客戶對熱擴散沒有要求;2020年有超過80%的客戶要求和國標一致,即熱擴散時間不小于5分鐘即可,還有14%的客戶要求系統不發生熱擴散;2021年客戶的安全要求有了徹底改變,已有86%的客戶要求電池包不發生熱擴散。寧德時代的客戶基本覆蓋了國內外絕大部分車企,這說明不熱擴散已經成為車企對電池系統安全性的普遍要求。


2020年9月,寧德時代率先在811產品上實現了無熱擴散,在我們的引領下,陸續有部分車企、電池企業都推出了各自的無熱擴散技術。當前無熱擴散技術已經成為行業主流。 

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上周,工信部發布了2022年汽車標準化工作要點,明確提出要啟動動力電池安全標準修訂,提升熱失控預警和安全防護水平。這代表著政府對安全的高度重視,決心從強制性標準角度提高熱擴散要求,大幅提高安全門檻。


寧德時代一直致力于高比能體系的安全設計,在2020年8系產品無熱擴散技術量產后,1000km更高比能的無熱擴散技術也將會在2023年實現量產。


03 組合換電整體解決方案

為了降低消費者的成本焦慮、充電焦慮和殘值焦慮,解決多場景的應用需求,我們推出了組合換電整體解決方案:


    · 對于終端用戶:車電分離,降低電動車首購成本;可根據實際出行需求選擇電池包個數,更加經濟實惠;

    · 對于車企:車型可適配標準電池包,無需獨立投建換電站,可共享換電網絡;   

    · 對于換電運營商:換電站可兼容不同級別,不同品牌車型,經濟性更具保障;  

    · 對于社會資源:基礎設施實現共享化,規避社會資源重復投入,如土地、電力等,避免利用率不足問題。 

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共建全面電動化未來

最后,我想說,電動化進入了新階段、新征程。希望大家共同努力,用新技術、新突破、新標準,持續提升用戶體驗,共同致力于推動全面電動化早日到來。


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