弗迪电池易宁:刀片电池CTB技术优势解析

能见app 2022年11月10日 7354

2022年11月9日-10日,2022中国(遂宁)国际锂电产业大会暨新能源汽车及动力电池国际交流会在遂宁举办。来自国内外行业组织代表、行业有关知名企业家等400余人汇聚一堂,聚焦行业关注重点,展望前沿趋势,共谋产业发展。

本次大会以“‘锂’想生活 低碳未来”为主题,为期3天的会程中,将开展“1+3+6+1”活动,即1个开幕式及主题论坛、3场座谈交流会、6场专题论坛、1个锂电消费节及参观考察活动。作为会议的重头戏,开幕式上将发布《全球锂电产业供需白皮书》《中国锂电(遂宁)指数》,开展项目合作签约等。

弗迪电池有限公司产品规划部经理易宁出席会议并做主旨发言,以下为发言实录:

今天给大家分享一下关于刀片电池CTB技术的优势解析。目的也是说因为最近CTB话题在行业内比较火,拿出我们在做的一些东西跟大家分享一下。首先简单给大家介绍一下弗迪电池是比亚迪集团的一个全资子公司,弗迪电池具备了100%自主研发、设计到生产电池的能力。现在覆盖的主要产品有一些消费类的电池,一些储能电池,还有汽车电池,员工数的话已经有十万以上,年销售额400亿+,有15个生产基地。

从2002年开始磷酸铁锂电池的研发启动,2008全球首创将动力电池用在纯电跟混动车型上,2018年启动刀片电池的研发,2020年成功发布了首款刀片电池,应用在了比亚迪的汉车型上。随后进行了独立运营。

弗迪电池开发中心分三部分,上海、深圳、重庆,各个开发中心都各自有各自的规划,像一些性能分析,一些基础研究,还有一些安全可靠性测试。会有几大工厂,不多做介绍。研发人员有三千以上,开发中心有两百个以上博士。资质和奖励也是为了证明一下我们公司现在已经获得了多项省部级以上的行业奖励,也是对于我们成果做的一个肯定。

弗迪电池因为跟比亚迪已经有一个深入合作,做了二十年以上,所以我们是最懂汽车的动力电池企业,做出的产品覆盖到了EV、PHEV、HEV、48V、12V领域的产品。搭载弗迪电池的车辆已经达到200万+。

这里展示的是现在实验设备对材料机理、原材料进行分析的能力,我们也有完善的仿真中心,做一些结构力学、热血、流体力学等的一些仿真。然后进行一些接下来重点介绍。这里主要是想从刀片电池入手,介绍一下我们对于刀片电池的定义。这里所说的七大超级是覆盖了现在各个方面的技术需求,像超级安全,安全这一块刀片电池进行测试,不冒烟不起火不爆炸。超级强度我们一直在做,超级包我们称之为“三明治”的结构,在强度和刚度都比较强。做过卡车的碾压测试,用来指明这个包体不仅仅是能量体,还是一个结构体。超级续航用磷酸铁锂可以实现续航里程超过一千公里,产品明年就会发布。超级低温目的是想说超级包不管是在冬天还是在夏天,能在全气候条件下发挥出超级包的性能优势,将它的能力潜力释放出来。超级功率的话主要是两点,一点是我们现在在做一些,其实比亚迪客户跟我们有提出过一些2.9秒百公里加速,这方面也有进展。还有一些市场需求比较高的快充,基本上也可以实现10分钟充电80%。再就是超级说明和超级成本,就不多说了。

基于刀片电池可以看一下,弗迪电池PACK技术路线如这里展示。首先在18年以前基本上市场上,不管市场上还是我们自己,都是大模组或者小模组结构设计,因为模组结构件会占有很大空间,以及一些制作成本的添加,导致整个传统电池包的体积利用率非常低,而且成本体现比较高。所以在2020年推出首款刀片电池之后发现在去模组化之后,整个体积利用率提升了50%,同时成本降低了30%。

接着在今年推出了刀片电池2.0,在基于整个子系统集成设计提升上将体积利用率做到75%,这个包像今年比亚迪发布的海豹,就是基于刀片电池2.0做的刀片电池CTB。

这里展示的是一个典型CTB结构设计,这里想说的是各个子集团像Cell的创新技术、底部防护技术,还有粘接技术、热管理技术、堆叠技术,CTB三明治是由各个关键子系统的技术来实现极致三明治的结构设计。

对于三明治结构来说,现在市场上应该出现圆柱、VDA也在推这个概念。三明治都可以做,但是有一些区别。我们也大概算了一下,对于刀片电池或者是VDA或者圆柱来说,整个集成度会有一个小的差别。主要原因还是因为对于刀片电池来说,极柱从两端出,所以占用两端空间。但是电池包最珍贵的空间是高度,高度能够争取到一毫米,相对于包体大面来说增加的体积是很可观的。对于刀片电池我们算出体积利用率可以达到75%,VDA大概66%左右,圆柱50%左右。

刀片电池极柱侧出,所以可以进行上面跟下面的胶粘,好处就是胶粘完之后密封盖和电芯成一块,装到整车之后做CTB可以基于整包的刚度增强提升与整车集成之后的整车刚度增强。强度也是同样的道理,强度对于整车来说,比如侧碰或者什么条件下,希望的是这个力能迅速分散,对于刀片电池包体来说可以当成一个简单的结构件,这个结构件单个来说比较薄弱,但是将刀片电池上百个并在一起的时候冲击力可以迅速扩散。所以对于整车强度有很大提升。

这是模态,也是做一个小的对比。这一块对于包体来说做CTB有一个优势,比如高的体积利用率、高度兼容、创伤续航、高生产效率、成本优势、空间节省。这是对于电池包来说牺牲掉整车空间之后,整个电量可以提升,成本可以下降。对于整车来说到底提升是有多少,我们也总结了以下几个点。

这里总结了六个点。首先对于造型,由于包体跟整车空间吸收掉之后,整车紧凑性会更高。所以对于风阻也可以降低。现在像这一款比亚迪的海豹,风阻可以降低至0.219,风阻带来的就是能耗降低,都是各家主机厂和用户比较在意的。第二点是操控,扭转刚度超过了40kNm每度,就是对于我在弯道超车的时候操控整车扭转每个角度之后需要抵抗的弹性变形力,越高底盘就越稳。所以对于弯道行驶或者超车也好都比较便捷或者有操控力。第三个是舒适,主要是弯曲刚度,是在刀片电池加载之后刚度有提升,所以行驶直线或者连续路面的时候,底盘振动频率都会降低。然后对于整个舒适度有很大提升。第四点是安全,像刚才解释到的强度跟刚度是基于基线安全的性能。在这里简单介绍一下,像电池包传力占比显著得到提升,碰撞安全做过一些整车测试,安全性能提升达到45%以上。第五点是轻量化,同等强度情况下重量可以减轻20公斤以下。最后一点是MVH,也是整车端比较在意的一点,其实刚度提升之后震动减少,带来的就是噪音减少。

基于以上我们想说的是,对于弗迪电池来说,我们本身相对于整车供应链来说我们是更懂电池,我们很希望能跟原材料还有零部件以及设备开发进行深度合作,共同实现全产业链的提升。

我们做这样一个桥梁是希望能在供应链端将优势完全发挥到电池一端来,进一步再将电池优势完全发挥到整车端去,形成这样一个产业链。

最后是我们想做到的合作共赢,我们公司已经慢慢开放,也是欢迎不管是供应链也好、主机厂也好,都可以有多样的合作方式。谢谢大家。

(根据速记整理,未经本人审核)