中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：寧德時(shí)代新能源科技控股有限公司（簡稱：CATL），國內(nèi)唯一一家為國際品牌乘用車提供動(dòng)力電池的企業(yè)，也是日韓電池企業(yè)對標(biāo)研究的國內(nèi)唯一一家競爭對手。在美譽(yù)背后，究竟蘊(yùn)藏著什么極致科技？
安全理念 貫徹始終
CATL作為全球出貨量第三的車用鋰電池供應(yīng)商，一直致力于打造世界第一安全動(dòng)力電池的CATL，從成立至今，保持零事故安全記錄。
CATL的安全理念是電池全生命周期安全。一是全過程，從電池的量子動(dòng)力學(xué)仿真分析出發(fā)，從機(jī)理分析、電池材料選擇和設(shè)計(jì)、電芯設(shè)計(jì)、電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)到制造全過程都必須進(jìn)行安全管控；二是全方位，電池系統(tǒng)安全包括電氣安全、功能安全、機(jī)械安全和化學(xué)安全。
做出好的電池系統(tǒng)產(chǎn)品，CATL主要依賴三大關(guān)鍵技術(shù)：電芯技術(shù)、成組技術(shù)和BMS技術(shù)。在這三大技術(shù)構(gòu)成的鐵三角中，電芯決定是否安全的“基因”，成組技術(shù)提供電池系統(tǒng)強(qiáng)壯的身體，BMS管理技術(shù)提供電池系統(tǒng)“智慧的大腦”。 經(jīng)過多年堅(jiān)持不懈的努力，CATL嚴(yán)格把控電池設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和生產(chǎn)的每個(gè)流程，努力把電池系統(tǒng)安全做到最好。
設(shè)計(jì)驗(yàn)證 防患未然
在電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，CATL會(huì)先做模擬仿真，后做測試評(píng)估。仿真覆蓋微觀到宏觀，內(nèi)容包括量子動(dòng)力學(xué)、機(jī)械結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化、形貌優(yōu)化、尺寸優(yōu)化、產(chǎn)熱分析、防熱失控、熱場分布、模態(tài)、振動(dòng)疲勞、沖擊、石擊等。
電芯結(jié)構(gòu)仿真，模擬電芯受力反應(yīng)
通過電化學(xué)仿真、熱和流體仿真、結(jié)構(gòu)仿真來識(shí)別設(shè)計(jì)關(guān)鍵參數(shù)，CATL不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、評(píng)估性能和可靠性指標(biāo)。這些方法對保障產(chǎn)品開發(fā)質(zhì)量、縮短開發(fā)周期，以及滿足客戶技術(shù)需求都起到了非常重要的支持作用。
在保障電池可靠性方面，CATL從系統(tǒng)層層分解，從最小零部件，逐層去分析失效模式和失效率。根據(jù)失效率的“浴盆曲線”模型，所有的產(chǎn)品在早期失效率會(huì)比較高，使用中期失效率會(huì)下降，到晚期老化時(shí)又會(huì)升高。CATL作為電池廠家，盡力把產(chǎn)品的早期失效控制在出廠前，使用戶在使用期間的失效率降到最低，在老化衰老期失效率增加時(shí)，電池系統(tǒng)依靠診斷、預(yù)測，指導(dǎo)維護(hù)使用，最終使動(dòng)力電池壽命達(dá)到最高。
壽命預(yù)測曲線圖
為了科學(xué)有效評(píng)估電池的使用壽命（耐用）， CATL還建立了一套成熟的壽命預(yù)測模型。通過3個(gè)月的測試數(shù)據(jù)，可預(yù)測電池包系統(tǒng)十年甚至更長的使用壽命。寧德時(shí)代2011年投入使用的純電動(dòng)大巴，累計(jì)行駛18萬公里，實(shí)際能量壽命衰減落在95％的置信區(qū)間。
安全測試 千錘百煉
耗資千萬的電磁兼容實(shí)驗(yàn)室
“除了科學(xué)的安全理念、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拈_發(fā)流程，一套完整的測試驗(yàn)證體系在保障電池包安全時(shí)同樣必不可少?！癈ATL測試驗(yàn)證負(fù)責(zé)人王宇曦介紹，CATL的產(chǎn)品不僅按照國家標(biāo)準(zhǔn)通過了針刺、火燒、電化學(xué)、高壓、碰撞以及極端寒冷、極端炎熱等試驗(yàn)，還通過了C－NAS認(rèn)證。同時(shí)，因汽車電子設(shè)備的電磁兼容性能在國內(nèi)日益受到重視，CATL耗資千萬建立了電磁兼容實(shí)驗(yàn)室，以應(yīng)對在自主研發(fā)過程中遇到的電磁兼容技術(shù)方面的難題。
CATL2017年即將落成的國家級(jí)工程研究中心
目前，CATL動(dòng)力電池測試中心具備美國、德國、國產(chǎn)的門類齊全的先進(jìn)電池檢測設(shè)備。測試中心可依照國家頒布的電動(dòng)車電池相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，歐美日等發(fā)達(dá)國家的國際標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)，世界主要汽車企業(yè)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試?？梢詫Ω鞣N規(guī)格的電池單體、電池模組、電池包電池系統(tǒng)進(jìn)行測試評(píng)價(jià)，包括電池性能測試、壽命測試、環(huán)境可靠性測試、安全測試等，測試能力覆蓋范圍廣。 2017年，CATL將建成國家級(jí)工程研究中心。
智能制造 提高產(chǎn)品一致性
對于動(dòng)力電池而言，單體比能量提高僅僅是性能優(yōu)越的一方面，更重要的是所有單體電池的高度一致性，要提高產(chǎn)品一致性，智能化、自動(dòng)化的生產(chǎn)模式必不可少。
目前，CATL投資數(shù)十億元建立了智能化、自動(dòng)化產(chǎn)線，該產(chǎn)線在“智慧工廠”和工業(yè)4．0信息物理融合系統(tǒng)CPS的指導(dǎo)下，實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化。廠區(qū)內(nèi)使用了大量的高科技機(jī)器人、中控系統(tǒng)、在線檢測設(shè)備和信息追溯系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)“生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化”、“生產(chǎn)過程透明化”、“生產(chǎn)現(xiàn)場無人化”。
在CATL車間現(xiàn)場可以看到：車間內(nèi)的AGV自動(dòng)搬運(yùn)材料和為設(shè)備喂料，機(jī)械手自動(dòng)拆盤碼盤，RGV輸送線來回穿梭于庫房和線邊，中控系統(tǒng)指導(dǎo)每個(gè)子設(shè)備智能有序的完成裝盤、掃碼、檢測、分揀……這種生產(chǎn)模式極大地降低了人員情緒作業(yè)、疲勞作業(yè)和動(dòng)作失誤對產(chǎn)品品質(zhì)的影響，實(shí)現(xiàn)了工廠的自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化、高效化。
“鋰離子電池的制造工藝非常復(fù)雜，工序非常繁多，而且每道工序?qū)﹄姵氐男阅芏加杏绊憽Ｕ麄€(gè)制造過程需要對環(huán)境控制。采取高精度和穩(wěn)定的設(shè)備，對電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格而有效的監(jiān)控控制，減少電池的差異性，從而提升電池的質(zhì)量。智能化的生產(chǎn)線不僅能夠提高動(dòng)力電池的產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，為企業(yè)節(jié)約成本和生產(chǎn)周期，還能最終破解動(dòng)力電池一致性的難題?！艾F(xiàn)場負(fù)責(zé)人介紹。
除了前期非常強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)安全，CATL還格外關(guān)注產(chǎn)品應(yīng)用安全，即“呵護(hù)”。目前，CATL有一套遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)及時(shí)預(yù)警安全隱患，使產(chǎn)品安全方面的問題大大減少。監(jiān)控系統(tǒng)配合CATL整個(gè)售后服務(wù)市場、市場追溯包括未來的梯次利用，保證了產(chǎn)品全生命周期實(shí)時(shí)監(jiān)控和安全維護(hù)。
