【电驹分析】为何北汽EU260、帝豪EV、宝马X1插混都用CATL电池，参观工厂后我明白了
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提到新能源汽车，就绕不开电池这个话题。要说电池的发展决定新能源汽车的发展也是不为过的。在10月新能源乘用车排行榜上，北汽EU260斩获桂冠。销量摆在这里，说明大家对它的性能、安全质量是认可的，这其中也包括北方严寒地段的车主。而这款车所搭载的电池正是宁德时代生产的三元锂电池。除此之外，另外一些爆款的车型像帝豪EV、宝马X1插混等都不约而同的采用了宁德时代的电池。那么宁德时代的电池究竟是怎样炼成的？12月16日，电驹编辑走进宁德时代工厂，去探寻这个电池大佬背后的故事。
CATL（宁德时代）全称为宁德时代新能源科技股份有限公司，成立于2012年底。 2015年，CATL作为重点企业首批入选工信部《汽车动力蓄电池行业规范条件》企业目录，同年全球车用锂电池产量位列第三（仅次于松下、比亚迪）；2016年，公司成功申报由科技部主导的国家重点研发计划新能源汽车专项和工信部主导的国家智能电网专项（全国唯一一家电池企业）。
目前宁德时代已经在开发能量密度190Wh/kg，15分钟满冲的快冲电池，预计在18年量产。另外，宁德时代规划在2020年之前做到300—350Wh/kg的电池能量密度，并把成本降低到每瓦时低于1块钱，让新能源汽车能够和传统燃油汽车同台竞争。
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。
电驹了解到，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。
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。
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。
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。
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。
另外，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。
（耗资千万的电磁兼容实验室）
除了科学的安全理念、严谨的开发流程，一套完整的测试验证体系在保障电池包安全时同样必不可少。“CATL测试验证负责人王宇曦介绍，CATL的产品不仅按照国家标准通过了针刺、火烧、电化学、高压、碰撞以及极端寒冷、极端炎热等试验，还通过了C-NAS认证。同时，因汽车电子设备的电磁兼容性能在国内日益受到重视，CATL耗资千万建立了电磁兼容实验室以应对在自主研发过程中遇到电磁兼容技术难题。
对于动力电池而言，单体比能量提高仅仅是性能优越的一方面，更重要的是所有单体电池的高度一致性，要提高产品一致性，智能化、自动化的生产模式必不可少。
目前，CATL投资数十亿元建立智能化、自动化产线，该产线在“智慧工厂”和工业4.0信息物理融合系统CPS的指导下，实现了高度的自动化。厂区内使用了大量的高科技机器人、中控系统、在线检测设备和信息追溯系统，以做到“生产数据可视化”、“生产过程透明化”、“生产现场无人化”。
电驹记者在CATL车间现场看到：车间内的AGV自动搬运材料和为设备喂料，机械手自动拆盘码盘，RGV输送线来回穿梭于库房和线边，中控系统指导每个子设备智能有序的完成装盘、扫码、检测、分拣……这种生产模式极大地降低了人员情绪作业、疲劳作业和动作失误对产品品质的影响，实现了工厂的自动化、智能化、数字化、高效化。
制造过程需要对环境控制。采取高精度和稳定的设备，对电池生产环节的每个节点进行严格而有效的监控控制，减少电池的差异性，从而提升电池的质量。智能化的生产线不仅能够提高动力电池的产品质量和产量，为企业节约成本和生产周期，还能最终破解动力电池一致性的难题。“现场负责人介绍。
在接受媒体采访时，CATL总裁黄世霖表示，我们分三大块业务规划：一是我们国内非常具有特色的电动巴士、公交等，这是我们中国很有特色的一个市场；第二是乘用车；还有一个就是储能的应用。
在技术规划上，我们整体的技术路线，电池的应用也有好几块。一块就是乘用车，我们会积极地发展三元材料的体系。大巴这一块，我们目前主流还是磷酸铁锂，储能这一块我们现在也是用磷酸铁锂做这个东西。
我们的产品凭借高能量密度、长寿命和高安全的特性，跟全国主要的一些巴士企业（北汽新能源、吉利、长安、上汽、宇通等）都形成了一个战略合作的关系。在乘用车方面，我们现在跟国外最具品牌的一些主流的大的车企都形成了战略合作关系，在2018年到2025年这个中间有很多量产的项目推出来，这是一个比较好的情况。储能现在还处于起步阶段，我们做了很多技术和生产方面的储备和积累。一条是不断地创新的技术路线，另外一条是市场拓展的路线，双线并行。
(CATL总裁黄世霖)
黄世霖表示，到2020年，国家的目标要实现300-350瓦时每公斤这样的能量密度，同时在成本上的要求也非常高，希望我们每瓦时做到低于1块钱的目标。
但是在这个过程里面，大家有没有看到，我同样是1公斤的材料，在“十二五”期间只能存180瓦时，到了“十三五”的时候可以存储300-350瓦时这样一个能量密度，但是我的价格是用瓦时来定的。所以理论上面来讲，“十二五”的价格到了“十三五”期末的时候自然已经降了一半，是这样一个关系。所以为什么技术这么重要，当有这样一个技术企业能够实现300-350瓦时每公斤这样的一个目标，而没有技术的还在做180瓦时每公斤这样一个东西，到时候我同样一公斤的东西，你做出来的东西只能卖180块钱，而我做出来的东西可以卖300-350块钱。这个就形成一个非常强大的竞争力，从这个角度上面来讲，未来要实现很好的性价比，通过技术的进步就能达到，而不是通过减低工人生产的工资或者说怎么样去偷工减料，这个不是一个正道，这是价格因素的一部分。
（CATL工业园区）
CATL市场总监杨琦补充道，补贴减少了，这个挑战其实解决的方法就是我们一定要在某年的某月做到市场化的生存。也就是说，国家不拿补贴出来，只是靠法律法规的指引就能把它生存下去。所以这个我的理解只不过国家为了减少对这个产业的冲击，所以逐步去做这件事情。
我们的方法是：第一个通过扩大生产规模，既保持产业的水平再继续的提升，同时降低它的成本。第二是通过技术的方式来降低成本，第三还有这个产业的上游和下游的一个整体的合作，包括我们跟车企去一起合作，比如说包括怎么样去从整体来降低这个电池的成本。我们在有一天一定能够达到即使没有补贴的情况下，也能够市场化的生存。我们预期其实即使到2021年国家完全没有补贴情况下，那个时候也是能够全市场化生存。这是整个行业，整个中国的汽车产业人在一起努力的一个事情。
（CATL总裁黄世霖与市场总监杨琦）
黄世霖表示，大家很关心我们电池零事故这件事儿。事实上，安全我们分好几个等级，基本上我们国标定义的就是动力电池在某一些特定的情况下，比如说短路、穿钉、挤压，这一块不能爆炸，不能起火，这个国家是有很明确的定义。但至于说到了真正的产品使用的过程里面，我们企业内部有分等级的，爆炸、起火、冒烟，不工作了，这几个等级来分的。我们把冒烟以及冒烟以上的起火、爆炸确定为重大安全事故。这一个里面还有一定的细分，如果出现这样的事情是外部因素，还是电池的内部因素，这个也是要区分开来看。因为我们也看到一些，比如说很多充电机的厂，他的充电机不匹配，出现一些过充的情况，冒烟，这个东西要具体情况具体分析。前一阵子各地下大雨，下之后电池被水浸泡，这样具体情况我们也会做具体分析。宁德时代这么久了，现在外面接近有6万辆车在跑，到现在为止，整体还是相当不错的。我们内部是有一个监控中心，这个电池使用的实时数据都是会回来的，我们有十几个人的团队天天盯着，哪一部车有报警，哪一部车有可能存在潜在的故障，我们就会立即去做这样一个东西。
黄世霖称，我们收购邦普是在构建整个锂电池产业链，我们现在来讲，比如我们电池给到大巴用，保用八年，八年以后，它的容量还剩70%-80%。这个电池如果拿去扔掉很可惜了，所以我们是希望这样的一个电池能够梯次利用，拿下来做储能，这个储能的成本就非常便宜。梯次利用完以后，比如说我在储能里面再用十年，用了十年以后，他这个真的不能用，我再拿下来以后进行回收。回收完以后，再去做电池的原材料。这样子形成一个闭环的锂电的产业链，同时在每一个环节里面他都可以创造比较好的效益，这样子就有一个非常好的循环经济利用的状态。
在锂电回收这一块来讲，说实在的，你比如说三元材料的回收，效益是非常好的，好过去挖一个矿，把钴这样的东西回收起来，包括未来锂的回收，我们希望形成这样一个闭环在这个产业链里面来推动。但要推动这样的一个产业链持续的往前发展，有两个条件，一个是技术上可行，另外一个要有足够大的市场来推动这个产业链。所以我们电动汽车再加上储能，这两个市场动起来以后，将来这样的一个产业链可能会形成我们国家非常重要的一个产业，它有这样一个分量，这是我们产业链里面布局的一些做法。
（文/王乐伟）
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