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宁德时代发布麒麟电池,整车续航达1000公里,10分钟快充成可能

日期:2022-06-27  来源:互联网    点击:
       经过数月的等待,备受市场和投资者关注的宁德时代(300750.SZ)新一代电池产品终于揭开神秘面纱。6月23日,宁德时代正式发布第三代CTP——麒麟电池,预计2023年量产上市。
       电池结构设计新定义
       CTP(Cell To Pack,无模组动力电池包)是一种电池结构和集成技术。通过去掉动力电池包里的冗余结构件、最大化利用动力电池的内部体积,宁德时代表示,麒麟电池的系统集成度创全球新高。公司方面提供的数据显示,麒麟电池体积利用率突破72%,能量密度可达255Wh/kg,可以轻松实现整车1000公里续航。
       CTP 3.0麒麟电池性能
       在电池产品迭代的道路上,材料体系创新和结构创新缺一不可。更先进的电化学体系让活性物质具备更大的能量。更精简的的系统结构帮助电池包发挥最强效力。但据中金公司最新研报,随着电池材料技术迭代趋缓,叠加当前原材料涨价背景,电池结构创新或将成为车企和电池厂进一步提升性能和降低成本的重要抓手,中金公司认为电池结构创新将由电芯和系统层级协同推进。
       在系统层级方面,具体而言,相关创新变种较多,但整体体现出去模组化、集成化的特征。据悉,电动车为提升续航里程,需在有限的底盘空间内应提升体积利用率,尽可能多地放置动力电池以增加实际带电量。复盘动力电池模组演变过程,模组由差异化向标准化发展以降低开发成本,并逐步向大型化、无模组化发展以提升体积利用率并进一步推动降本。
      从CTP系列产品的发展历程看,宁德时代从电化学本质出发,持续进行着系统结构的拓展。2019年,宁德时代的首代无模组电池包CTP,率先使电池体积利用率突破50%大关,减轻电池包重量的同时,提高成组效率、增加系统能量密度,为动力电池发展提供了新的思路和方向;第二代CTP技术在第一代的基础上迭代,进一步减少零部件,增加系统能量密度、提高续航里程,同时产品也获得了特斯拉、小鹏和蔚来等头部品牌的认可。如今第三代产品则在过往技术迭代的基础上,围绕消费者关注的电池安全性能、寿命和快充等功能方面从功能边界、空间结构、水冷技术等方面持续优化。
       CTP 3.0 麒麟电池分解图
       功能、空间、电芯齐发力
       在这次麒麟电池的技术更新中,功能边界突破方面,宁德时代透露,麒麟电池整合使用需求,将横纵梁、水冷板与隔热垫合三为一,集成为多功能弹性夹层。在夹层内搭建微米桥连接装置,灵活配合电芯呼吸进行自由伸缩,提升电芯全生命周期可靠性。而电芯与多功能弹性夹层组成的一体化能量单元,在垂直于行车方向上构建更稳固的受力结构,提高了电池包抗振动、冲击能力。
       5三效合一 多功能弹性夹层
       空间结构方面,宁德时代表示,麒麟电池在设计时采用了精准计算与AI模拟仿真等技术,独创底部空间共享方案,将结构防护、高压连接、热失控排气等功能模块进行智能分布,释放了6%的能量空间。同时,能满足底部球击等国标电池安全测试要求。
       值得一提的是,在前述提到的电池包无模组化设计趋势下,对阻隔热失控要求提升,也带来液冷结构和隔热材料的变化,液冷板即为电池液冷系统的核心部件。
       宁德时代方面表示,这次在麒麟电池上运用了全球首创的电芯大面冷却技术,基于电芯的变化,将水冷功能置于电芯之间,使换热面积扩大四倍。电芯控温时间缩短至原来的一半,支持5分钟快速热启动及10分钟快充。并且,在极端情况时,电芯可急速降温,有效阻隔电芯间的异常热量传导。麒麟电池可实现全化学体系的热稳定、热安全,从而适配更高能量密度的材料升级。
       研报显示,目前主流布局将液冷板设置在电池包底部、作用于电池模组底面,这种方案结构设计简单,成本低,但散热效果及单体温度均匀性一般。麒麟电池在电芯间设计立式水冷板,电芯双面冷却、提升电池换热效率,冷板与横纵梁、隔热棉做一体化设计,具备支撑、水冷、隔热、缓冲四大功能,实现“零热失控”的同时,可提升电池循环寿命。
       通过上述三大技术革新,麒麟电池将三元电池系统能量密度提升至255Wh/kg,磷酸铁锂电池系统能量密度提升至160Wh/kg。在相同的化学体系、同等电池包尺寸下,麒麟电池包的电量,相比特斯拉自研的4680系统可以提升13%,实现了续航、快充、安全、寿命、效率、以及低温性能的全面提升。
       CTP 3.0 麒麟电池性能
       值得注意的是,在麒麟电池发布后,多个知名汽车品牌和宁德时代在微博上展开互动,似有官宣合作之意。理想汽车创始人、董事长兼CEO李想在发布当天转发了相关消息的微博,并配文“明年见”,稍晚,宁德时代官方微博则转发了李想的微博并表示“麒麟有理想”;哪吒汽车也与宁德时代微博互动称“麒麟赴山海”“共赴山海吧”;消息发布第二天,英国豪华汽车品牌路特斯转发宁德时代麒麟电池微博并称:“立创新之巅,望未来之路。路特斯将与好伙伴一起出发,共赴新征程。”
       尽管仍有诸多痛点,目前,新能源车的渗透率和市场份额还在持续提升,乘联会数据显示,2022年1-5月新能源乘用车国内零售171.2万辆,同比增长119.5%。2022年5月新能源车国内零售渗透率26.6%,较2021年5月11.6%的渗透率提升15个百分点。与此同时,新能源动力电池的需求也在稳步增加。中信证券研报显示,2021年全球新能源汽车动力电池需求约为297GWh,预计到2025年,全球新能源汽车动力电池需求有望达到1380GWh,行业进入TWh时代,中长期增长确定性高、空间大、增速快。
       据宁德时代在年报中介绍,公司正持续推进构建材料体系、系统结构、极限制造和商业模式四大创新体系,系统结构创新方面,公司正在研究CTP的下一代技术CTC(Cell to Chassis,一体化电动底盘),将动力电池电芯、有关组件和底盘进行集成,进一步降低制造成本,提升新能源车续航表现。公司方面表示,将始终聚焦技术本源,自主创新,不断自我超越,助推电动汽车实现对燃油车的全面超越。

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