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【原創】解析寧德時代四大動力電池核心技術
歐洲市場| 寧德時代| CTP 文章來源自:高工鋰電網
2019-10-09 14:31:50 閱讀:3896
摘要CTP電池包體積利用率提高了15%-20%,電池包零部件數量減少40%,生產效率提升了50%,電池包能量密度提升了10%-15%,將大幅降低動力電池的制造成本。

拿下中國最大的動力電池市場份額之后,寧德時代開始將目光轉向了廣闊的歐洲市場。

在正在舉辦的法蘭克福車展上,寧德時代展示了包括低成本CTP高集成動力電池開發平臺、超級快充技術、超長壽命電池和電池自加熱&BMS技術等多項核心技術,代表了中國電池企業在動力電池技術領域的技術水平。

下面就來具體看看寧德時代在動力電池領域都有哪些“黑科技”吧。

1、CTP高集成動力電池開發平臺(Cell To Pack)

當前,國內外電池企業和車企的電池包基本上都采用從單體——模組——電池包的成組方式,通過多層級的成組方式保障電池安全,但會犧牲電池包的空間利率和能量密度。

對此,寧德時代在展會上推出了全新的CTP高集成動力電池開發平臺(Cell To Pack),即電芯直接集成到電池包。

寧德時代稱,由于省去了電池模組組裝環節,較傳統電池包,CTP電池包體積利用率提高了15%-20%,電池包零部件數量減少40%,生產效率提升了50%,將大幅降低動力電池的制造成本。

同時,得益于內部結構的化繁為簡,CTP電池包能量密度較傳統電池包將提升了10%-15%。傳統的電池包能量密度平均為180Wh/kg,而CTP電池包能量密度可達到200Wh/kg以上。

目前,寧德時代已經取得超70項CTP核心專利,預計后期還將有更多的新技術應用在CTP電池包以保障產品安全。

業內人士指出,動力電池去模組對優化電池包利用空間和提升能量密度以及降成本有積極作用,比較適用于標準電池箱,有助于車企和電池企業降低制造成本,有望成為未來動力電池技術主流之一。

當前,除了寧德時代之外,包括蜂巢能源、比亞迪等電池企業也在研發CTP技術,預計后期或將有更多電池企業推出CTP電池。

2、超級快充技術

盡管近年來動力電池能量密度不斷提升,但依然沒有解決電動汽車續航里程短、充電時間長等問題,而快充技術就成為了解決續航里程焦慮問題的可行路徑。

對此,寧德時代針對市場需求量身定制了超級快充產品。寧德時代展示的超級快充電池只需要15分鐘即可將電池荷電狀態(SOC)從8%增加到80%。針對一些定制化需求,寧德時代還研制了9分鐘內充滿80%的渦輪充電解決方案。

據了解,寧德時代電池的快充技術采用了恒電位閉環控制算法。該算法的核心是基于電池內部極化狀態的開發。原理是基于電化學模型,通過控制陽極電位恒高于析鋰電位閾值,最大化輸入充電電流,而電流的輸入會影響陽極電位,從而形成一個閉環控制,使電池充電時間達到最小化。

值得注意的是,在2018年寧德電動汽車大功率充電試點專題研討會,寧德時代就展示了采用“超級鐵鋰+高能量密度快充石墨”體系的EnerSpeedy超級鐵鋰電池的充電過程。該產品是60Ah的超級鐵鋰電池,可進行5C充電,演示過程用時7分12秒,就完成了20%至80%的充電,而20%到100%充電,僅耗時13分8秒。

3、超長壽命電池

除了能量密度低和充電時間長之外,動力電池容量衰退過快也成為了阻礙電動汽車市場進一步增長的重要原因,同時增加了消費者的使用成本。

對此,為避免更換電池帶來的成本增加及使用不便,寧德時代根據用戶的不同使用場景,研發了匹配整車使用壽命的電池產品。

針對日常使用的私家車,寧德時代研發的超長壽命 電池可滿足8年以上行駛需求;針對運營車輛,則提供可運營6年60萬公里的長壽命電池產品,真正達到產品全生命周期無憂。長壽命的電池產品還可滿足V2G,梯次利用等多元應用場景,從而提高電動汽車的經濟性。

4、電池自加熱 & BMS技術

動力電池對于氣溫環境的要求非常高,冬天氣溫過低會影響電池的續航能力。隨著電池技術的不斷提升,其保持最佳工作狀態的溫度區間也越來越寬泛。

寧德時代展示的自加熱技術通過BMS電池管理系統識別電池狀態,擬定速熱控制策略,能夠使電池溫度在15分鐘內從-20℃提升到10℃,充電能力提高5倍,放電能力提高7倍,從而延長電池壽命。

與此同時,寧德時代將建立了從產品設計、電芯制造、系統集成、BMS管理、售后服務、報廢回收等完整的安全保障體系,全方位保障動力電池安全。

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