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CATL工厂揭秘:如何打造世界第一安全的电池?

来源:本站  时间:2016-12-23 12:56:13 共:2283字

宁德时代新能源科技控股有限公司(简称:CATL),国内唯一一家为国际品牌乘用车提供动力电池企业,也是日韩电池企业对标研究的国内唯一一家竞争对手。在美誉背后,究竟蕴藏着什么极致科技?

12月16日,CATL举行了“时代动力 极致科技”2016年宁德时代第二期媒体公开日,向30家媒体展示了其贯穿产品全生命周期的安全理念和实践。

安全理念 贯彻始终

公开课伊始,CATL展示了其作为全球出货量第三的车用锂电池供应商,致力于打造世界第一安全的动力电池,从成立至今,保持着零安全事故记录。

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。

系统

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经过多年坚持不懈,严格把控电池设计、验证和生产的每个流程,努力把电池系统安全做到最好。

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。

电芯结构仿真,模拟电芯受力反应

电芯结构仿真,模拟电芯受力反应

CATL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。这些方法对保障产品开发质量、缩短开发周期,以及满足客户技术需求都起了非常重要的支持作用。

锂电池产品

在保障电池可靠性方面,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。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。

寿命预测曲线图

寿命预测曲线图

为了科学有效评估电池的使用寿命(耐用), 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。

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