吳凱：動力電池技術(shù)創(chuàng)新助推全面電動化
在2022中國電動汽車百人會發(fā)言的寧德時代首席科學(xué)家吳凱
一年前，寧德時代董事長曾毓群先生在行業(yè)內(nèi)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(fā)展速度超過了很多人預(yù)期。基于包括韓國SNE、彭博社等權(quán)威機構(gòu)的預(yù)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(chǎn)業(yè)鏈的共同責任，電池企業(yè)更是責無旁貸。
寧德時代直面這些挑戰(zhàn)，通過“高效成組技術(shù)”、“無熱擴散技術(shù)”、“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(shù)創(chuàng)新推動電動化發(fā)展
01 高效成組技術(shù)
如下圖，我們統(tǒng)計分析了近三年乘用車的續(xù)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(jīng)濟性問題。高效成組技術(shù)既能解決里程焦慮問題，不同化學(xué)體系的搭配又能兼顧經(jīng)濟性需求。
CATL通過不斷技術(shù)迭代，推出了第三代CTP技術(shù)，我們內(nèi)部稱其為麒麟電池，其系統(tǒng)重量、能量密度及體積能量密度繼續(xù)引領(lǐng)行業(yè)最高水平。在相同的化學(xué)體系、同等電池包尺寸下，麒麟電池包的電量，相比4680系統(tǒng)可以提升13%。
02 無熱擴散技術(shù)
針對新能源汽車的安全問題——現(xiàn)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(tǒng)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(tǒng)不發(fā)生熱擴散，就能極大降低熱失控后的煙氣危害；建筑物內(nèi)，根據(jù)電芯單體熱失控產(chǎn)氣量，就比較容易設(shè)計和安裝排煙系統(tǒng)。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(chǎn)安全。
當前國標要求≥5分鐘的熱擴散，是最低的門檻級要求，企業(yè)應(yīng)該以不發(fā)生熱擴散作為設(shè)計標準。實際上，優(yōu)勢企業(yè)已經(jīng)主動作為，通過構(gòu)建多級安全防護技術(shù)，實現(xiàn)電池系統(tǒng)不熱擴散的目標。
下圖是近三年，車企對我們產(chǎn)品熱擴散要求的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，呈不斷提高趨勢。
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(tǒng)不發(fā)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(fā)生熱擴散。寧德時代的客戶基本覆蓋了國內(nèi)外絕大部分車企，這說明不熱擴散已經(jīng)成為車企對電池系統(tǒng)安全性的普遍要求。
2020年9月，寧德時代率先在811產(chǎn)品上實現(xiàn)了無熱擴散，在我們的引領(lǐng)下，陸續(xù)有部分車企、電池企業(yè)都推出了各自的無熱擴散技術(shù)。當前無熱擴散技術(shù)已經(jīng)成為行業(yè)主流。
上周，工信部發(fā)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(yù)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(shè)計，在2020年8系產(chǎn)品無熱擴散技術(shù)量產(chǎn)后，1000km更高比能的無熱擴散技術(shù)也將會在2023年實現(xiàn)量產(chǎn)。
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(yīng)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(jù)實際出行需求選擇電池包個數(shù)，更加經(jīng)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(wǎng)絡(luò)；
· 對于換電運營商：換電站可兼容不同級別，不同品牌車型，經(jīng)濟性更具保障；
· 對于社會資源：基礎(chǔ)設(shè)施實現(xiàn)共享化，規(guī)避社會資源重復(fù)投入，如土地、電力等，避免利用率不足問題。
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(shù)、新突破、新標準，持續(xù)提升用戶體驗，共同致力于推動全面電動化早日到來。