GNEV11｜寧德時代項延火：為實現移動式化石能源替代的目標再接再勵

1月27日，以“重新定義汽車——升級之戰”為主題的第十一屆全球新能源汽車大會(GNEV 11)正式開幕。由于疫情影響，本次大會首次以“網絡會議+全網直播”的形式召開。來自傳統汽車企業全產業鏈、整車制造新勢力、動力電池、零部件、投研機構的中外嘉賓與大家在線分享觀點、交流。在以“為明天而活”為主題的未來汽車開發者論壇上，寧德時代中國乘用車解決方案部總裁向發表了精彩演講，聚焦當前市場痛點和動力電池技術發展方向。

以下為嘉賓精彩筆錄，未經本人審核，已刪除或修改。大家好，尊敬的專家朋友們，大家晚上好！我是向，寧德時代乘用車解決方案部技術總監。很榮幸受到第十一屆全球新能源汽車大會主辦方的邀請，今晚以“未來汽車開發者論壇:為明天而活”為主題，通過互聯網與大家分享動力電池技術的發展前景。這次主要和大家探討一下市場痛點分析和動力電池技術的發展方向。

能源和交通是碳排放的主要來源。實現清潔能源和交通電氣化是實現碳中和的重要保障。鋰電池的發明和應用使愿望的實現成為可能。隨著電動汽車的發展，我們的動力電池技術也有了飛躍。很多年前，電動汽車只能使用低能量密度的電池，系統級能量密度只有60瓦時/千克左右，續航里程只有150到200公里；2014年，隨著國家“十二五”規劃支持高能量密度動力電池技術的實施，NCM333材料開始應用于乘用車領域，電池系統迅速提升至120瓦時/千克以上；從2015年到2020年的短短五年時間里，在整車廠、電池廠、原材料、配套行業的共同努力下，我們實現了從MCM333到523到622到811幾代化學體系的快速迭代升級，電池體系從鈑金結構逐步升級到鋁合金。隨著鋁合金材料的應用，我們的電池系統能量密度也超過了每千克180瓦時，車輛續航能力提升到700公里以上，基本解決了電動車的里程焦慮問題。今天，基于對電動汽車和動力電池技術發展現狀的客觀分析，我們發現行業仍存在諸多痛點。比如大家還在關心新能源車安全不安全，我們的車能跑多遠，我們有沒有足夠的時間充電，我們的電池衰減多快，我們的車以后能賣給誰，等等。

為了更好地回答市場和行業的這些痛點，我們也采取了如下一些產品開發策略:比如動力電池技術的研發，我們會圍繞安全這個核心話題，提高系統能量密度，滿足車輛的續航能力。長壽命技術可以實現最優的產品生命周期成本，也可以讓電動車在二手車市場有更大的剩余價值；環境適應技術大大提高了電池和系統的低溫性能，增加了冬季續航里程；超級快充真正實現充電一刻鐘續航里程400公里的目標，徹底消除用戶長途用車的里程焦慮；智能電池系統可以有效地支持這些電池和系統上的新技術，使我們能夠真正管理和使用好電池系統，實現整車的保值和增值。

產品安全是一項系統工程，關系到產品的整個生命周期。動力電池產品在整個生命周期中面臨著非常復雜和惡劣的應用環境，如振動、沖擊、高溫暴露、超低溫儲存、高海拔等。我們產品的整個生命周期是8年，10年，15年，甚至更長。動力電池產品的安全是一個系統工程，需要考慮化學安全、機械安全、高壓電安全、功能安全等多個維度。我們需要圍繞開發、生產、交付、使用、監控、維護和回收的整個生命周期進行全面的設計、測試、驗證、評估和管理。動力電池系統能量密度的提高一直是業界關注的焦點。化學系統的迭代升級是提高能量密度的核心。為了適應當前不同細分市場的不同需求和未來的長期發展目標，我們并行規劃了多個材料體系的中長期發展戰略目標。例如，對于一些經濟型車型，消費者更關注成本，對續航里程的要求更加多樣化。對于這些車型，我們采用的是磷酸鐵鋰系列材料體系，可以滿足150-600km的車輛續航里程要求。未來，我們計劃通過系統設計和挖掘，將磷酸鐵鋰系統電芯的能量密度進一步提高至200Wh/kg - 230Wh/kg，以便應用于下一代產品時，在續航里程和成本優化方面能夠有更好的表現。

對于一些里程要求更高的車型，比如400km到700km，我們采用更高能量密度的三元體系來滿足需求。通過我們在產品循環壽命和快速充電能力方面的不斷探索和發展，我們可以滿足更多的市場需求。在這個方向上，我們也在大力開發無鈷材料系統，以進一步實現高能量密度、高性能和最佳的總成本。更多高端車型，主要推薦高鎳材料系統，實現車輛長續航和快充能力的升級迭代。高鎳加硅系統的工業化應用有望實現突破300瓦時/千克，目標350瓦時/千克的目標。從長遠來看，我們將繼續投資于新材料和電池技術的研究，如全固態鋰金屬電池、無金屬陰極材料和鋰空氣電池。預計2030年左右，我們將實現真正的超遠程、安全、極具成本競爭力的鋰電池系統，從而實現車載移動化石能源的替代。一段時間以來，固態電池一直是討論的熱門話題。經過近10年的研究，我們認為以金屬鋰為負極材料的全固態金屬鋰電池是固態電池的最佳發展方向。這項技術可以從本質上提高我們電池的安全性和能量密度。雖然仍有一些關鍵技術和工藝等科學問題需要業界共同攻關，但一旦在技術上實現這些突破，每千克350瓦時甚至每千克400瓦時的安全電池也將成為現實。

當然，為了實現電池系統的高能量密度和整車的續航能力，電池系統的集成技術也是一個關鍵的突破點。通過近五年的研究和積累，包括一些實際應用的推廣，我們在商用車標準CTP電池盒的基礎上進行了新一輪的調研和研究，并于2019年正式推出了第一代適用于乘用車的一體化CTP電池系統。使用CTP技術，電池系統組件的數量減少了40%，體積利用率提高了15%到20%，電池的系統能量密度也降低了……提高20%以上。但要滿足下一代純電動汽車的要求，還有一定的提升空間。因此，我們計劃在2022年至2023年將基于第二代CTP平臺的電池系統投入市場應用。未來，我們還將為整個系列的車輛開發第三代系列化CTP電池系統。為了進一步延長行駛距離和優化成本，我們還將加快對CTC技術的研究，并計劃在2025年左右推出我們的第四代集成產品。從更長遠來看，2028年左右，我們有望升級到第五代智能CTC電動車底盤系統。當然，在實現CTC集成產品的應用之前，我們基于平臺的CTP產品是純電動新平臺車輛的最優解決方案。基于基于平臺的模塊化設計，我們為不同車型和不同細分市場提供基于平臺和定制的靈活組合，以實現電池系統和整車的最佳解決方案。

同時，為了解決優化電池系統全生命周期成本和剩余價值的痛點，我們成功開發了長壽命自我修復技術，以提高我們電池的循環和儲存壽命，成功實現了1500次循環無衰減的超長循環壽命電池產品。2019年，我們對我們的儲能項目進行了演示、量產和應用。經過過去兩年的進一步改進、優化和技術升級，我們現在已經能夠實現大規模生產能力，并在乘用車產品中實現大規模的高性價比實際應用。結合我們在商業模式上的創新和在電池汽車應用技術上的深入發展，我們的一套電池系統可以在兩個或三個以上的應用場景中實現多次循環應用，大大降低一次性投資成本，實現電池系統全生命周期的高剩余附加值和成本優化。目前電動汽車在冬季的應用，尤其是在寒冷的冬季北京以北地區，在續駛里程和性能方面存在一些衰減和缺點，終端用戶對此也有很多意見。從電池技術的角度來看，提高電池單元的低溫性能是行業面臨的關鍵問題。為此，我們還開發了一些超低溫電芯和電池系統的自加熱技術。通過進一步改善電池的低溫性能，我們可以在零下10攝氏度的環境中，將低溫能量保持能力提高5%至8%，低溫功率提高30%以上。此外，配套的自加熱系統可以通過系統的快速加熱能力，確保電池系統可以以最小的功耗從零下30攝氏度升高到零下10攝氏度，從而確保在零下30攝氏度的極端環境下，室溫下放電容量可以達到92%以上的水平。結合我們整體的整車功耗提升和空調系統降耗優化，我相信低溫環境下達到80%到85%的常溫續航能力是可以實現的。

針對用戶對新能源汽車充電等待時間長、里程焦慮的擔憂，基于我們之前在消費電子產品上“充電五分鐘，通話兩小時”的技術積累，結合高效的熱管理系統、高精度的SOC估算方法等，，我們進行了電動汽車快速充電系統和超快速充電系統的應用和開發。目前，我們有1.6C、2.2C、3C、4C和5C的快速充電電池技術。結合未來幾年行業推動的350千瓦以上快速充電樁布局，我們認為使用4C以上閃充技術有望實現充電一刻鐘、續航里程400公里的目標。

以上所有的討論都離不開一個高精度的智能大腦和我們的電池管理系統。基于智能電池系統，我們設計了……數字電池組的技術發展方向，將高性能BMS計算能力與AI系統有機結合，實現智能電池系統在一個車載云連接中的運行管理。它基于最新的域控制器架構，結合大數據存儲和分析、智能算法、電池組模型分析，實現對電池系統全生命周期的跟蹤和管理，以及全生命周期的價值評估。這允許在整個生命周期中對整個電池系統的應用進行全面跟蹤和管理。

各位專家，2020年被視為智能電動車元年。在不平凡的一年里，我們的行業實現了從政策導向到市場導向的快速發展。我們將繼續致力于關鍵技術的研究和攻關，為實現替代移動化石燃料的目標再接再厲，為實現2060年碳中和戰略目標而奮進。謝謝你。

標簽：北京發現

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