近日，第四屆先進(jìn)高功率電池國(guó)際研討會(huì)（CHPB-4）在蘇州順利成功召開。寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司曹榮經(jīng)理做了“寧德時(shí)代混動(dòng)及低壓電池系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)展”的主題發(fā)言。

　　大家好，今天跟大家分享一下寧德時(shí)代混動(dòng)及低壓電池系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)展。其中12V低壓系統(tǒng)不同于高壓系統(tǒng)，高壓系統(tǒng)BMS只占整個(gè)成本6-7%，甚至更低，但是對(duì)于低壓12V它的占比可能提升4-6倍，所以BMS開發(fā)就顯得尤為重要，包括系統(tǒng)解決方案和成本控制。

　　寧德時(shí)代成立于2011年，主營(yíng)業(yè)務(wù)有兩塊：一塊是為綠色交通網(wǎng)提供動(dòng)力電池系統(tǒng)，一塊是為清潔能源存儲(chǔ)提供解決方案。

　　我們堅(jiān)持三大方向不動(dòng)搖，除了剛才所說的固定式化石能源替代以及移動(dòng)式化石能源替代，我們以電動(dòng)化+智能化為核心，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)應(yīng)用的集成創(chuàng)新。集成創(chuàng)新這塊，像無人礦車，我們從山下輕載上坡，重載下山時(shí)通過無人駕駛實(shí)現(xiàn)回充，提高能源利用率。

　　下面來看一下12V系統(tǒng)，在燃油車起動(dòng)和BEV使用場(chǎng)景中，會(huì)有富液鉛酸電池、EFB電池、AGM電池的應(yīng)用，還有前幾年的鉛酸電池+鋰電池的12V混動(dòng)系統(tǒng)，節(jié)油總體效果是有一些，但是遠(yuǎn)不能滿足節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0的要求。

　　接下來是12V低壓系統(tǒng)鋰電和鉛酸的應(yīng)用對(duì)比。鉛酸的壽命難以預(yù)測(cè)，即使現(xiàn)在用了鉛酸智能傳感器IBS，但是依然難以保證準(zhǔn)確的壽命預(yù)測(cè)，但是鋰電池可以通過BMS做準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。此外鋰電的峰值放電功率明顯優(yōu)于鉛酸，而且高壓電池包和DCDC失效后可以實(shí)現(xiàn)緊急靠邊停車，保障整車安全。壽命長(zhǎng)這一點(diǎn)大家都很清楚，特別是新勢(shì)力企業(yè)，他們相對(duì)缺少4S店，采用鋰電池方案，對(duì)于解決終端消費(fèi)者面臨的壽命突然終止無法啟動(dòng)車輛的抱怨是很有幫助的。能量密度高，布置靈活也是鋰電的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)因?yàn)闅W盟的禁鉛令可能在2024年左右實(shí)施，所以他們也在布局以應(yīng)對(duì)以后的環(huán)保要求。

　　我們收集了國(guó)內(nèi)外十?dāng)?shù)家整車企業(yè)的需求，包括純電動(dòng)、混動(dòng)替代，要求是20-40Ah左右，一些燃油車替代需要60Ah。我們推出了一個(gè)20Ah的平臺(tái)電芯，20Ah和40Ah兩種電池包，重量分別小于3.5公斤和6公斤。有如下幾個(gè)應(yīng)用特點(diǎn)，1、長(zhǎng)壽命。2、低溫高功率，特別是要支持整車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的峰值電流，長(zhǎng)時(shí)間的整車“背景”電流、以及靠邊停車后的緊急制動(dòng)燈的電流。3、系統(tǒng)安全。這款12V電芯，具有10C充放電能力，超強(qiáng)低溫充能力，8000次循環(huán)能力，80000小時(shí)浮充能力，全溫度域應(yīng)用（-40-80℃），這里面的80℃并不是說持續(xù)的使用。由于燃油車發(fā)動(dòng)機(jī)艙的鉛酸電池附近的溫度往往會(huì)在90-100度以上，在這種情況下，如要用鋰電池替代，我們需要考慮從乘客艙或者整車外部環(huán)境配合進(jìn)行風(fēng)冷處理。

　　電芯具有在常溫5分鐘內(nèi)從0%SOC到80%SOC的超強(qiáng)快充能力。其次12V電池系統(tǒng)在高壓失效后支持-20℃緊急靠邊停車，這里不僅要關(guān)注多大的放電電流，而且要綜合關(guān)注電芯的截止電壓，系統(tǒng)的內(nèi)阻，保證系統(tǒng)最低電壓滿足整車的要求。這是我們12V系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，目前處于B樣階段，熱仿真、結(jié)構(gòu)仿真可以滿足客戶的要求。

　　接下來是BMS，在12V鋰電池系統(tǒng)中，特別是20Ah鋰電池系統(tǒng)，BMS系統(tǒng)占比是非常高的。如果鋰電12V系統(tǒng)的的價(jià)格長(zhǎng)期維持在鉛酸的3~5倍的話，對(duì)這個(gè)行業(yè)的發(fā)展是不利的。所以BMS方面一定要想辦法降低它的占比。這里介紹一下BMS通用的架構(gòu)，除了MCU單片機(jī)，還有AFE、SBC、電流采集、通訊、開關(guān)，其中開關(guān)有繼電器、MOSFET方案。至于系統(tǒng)安全，大多數(shù)人包括我們一些客戶更關(guān)注于電芯安全，大家都知道欠壓、過壓、過流、過溫安全。其實(shí)對(duì)于12V應(yīng)用來說，還有一個(gè)很重要的安全是持續(xù)高功率放電的功能安全，在引入了MOSFET的情況下，其實(shí)最高安全等級(jí)只能做到ASILB，因?yàn)镸OSFET有一些非預(yù)期的短路/開路故障，達(dá)不到更高的功能安全等級(jí)，而有部分客戶希望達(dá)到ASILD供電，這就需要兩塊電池。有沒有機(jī)會(huì)把開關(guān)取消掉呢？電芯提高在欠壓、過壓、過溫、過流情況下的本體安全等級(jí)，再結(jié)合整車控制策略其實(shí)是有希望的，我們也在研究把電芯做得更“抗造”，和客戶談更靈活的補(bǔ)電策略和整車控制策略，用一個(gè)電池包達(dá)到更高的安全等級(jí)。

　　現(xiàn)在我們的BMS包括商用車、乘用車，每年釋放多達(dá)幾千版軟件，如何能夠快速高質(zhì)量的滿足交付需求，是我們持續(xù)改進(jìn)的一件事情。以BMS為例，就是基于MBSE的ALM智能化解決方案。這是典型的Vmodel模型，其中PTCIntegrity可以在系統(tǒng)需求和軟件需求方面做數(shù)字化管理，PTCModeler可以對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)和軟件架構(gòu)做自動(dòng)化處理，建模工具結(jié)合PTCIntegrity用于軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)、單元開發(fā)。PTCIntegrity、CANOEVTT、ETAS可以對(duì)軟件和系統(tǒng)測(cè)試做數(shù)字化配置和管理。

　　接下來說說ALM，ApplicationLifecycleManagement，它是從需求分析開始，歷經(jīng)整個(gè)項(xiàng)目階段，直至最終交付和發(fā)布的全過程管理，包括BOM、版本配置管理。MBSE，Model-BasedSystemEngineering，意思是把我們的系統(tǒng)和軟件開發(fā)模型化，使建模方法支持系統(tǒng)和軟件架構(gòu)開發(fā)、軟件開發(fā)和實(shí)現(xiàn)、測(cè)試用例設(shè)計(jì)、問題分析驗(yàn)證等活動(dòng)。最終可以根據(jù)不同項(xiàng)目的配置表，自動(dòng)化地生成相應(yīng)的軟件。

　　我們目前對(duì)于BMS、電芯開發(fā)、PACK結(jié)構(gòu)開發(fā)等都引入了ALM管理方法，通過相應(yīng)的管理工具可以實(shí)現(xiàn)需求管理、過程管理、變更管理、問題和風(fēng)險(xiǎn)管理，還有BMS的軟件代碼管理、測(cè)試用例管理、釋放及版本管理。

　　通過ALM工具，可以把需求的類別、文檔、使用場(chǎng)景、功能安全等級(jí)、目標(biāo)版本、測(cè)試級(jí)別等屬性，軟件架構(gòu)的接口，數(shù)據(jù)流，控制流，前后需求雙向等屬性管理起來。其實(shí)談系統(tǒng)架構(gòu)也好，軟件架構(gòu)也好，可以不限于BMS，其它如PACK，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也有很多架構(gòu)設(shè)計(jì)，這里面同樣涉及到很多接口/邊界條件的管理，也可以借鑒ALM的理念。ALM的智能化解決方案可以幫助我們應(yīng)對(duì)全面的電動(dòng)化，面對(duì)未來數(shù)千個(gè)項(xiàng)目。

　　最后展望一下鉛酸蓄電池鋰電化和全面電動(dòng)化，我們認(rèn)為12V鋰電池系統(tǒng)是自動(dòng)駕駛和智能化的必要措施，同時(shí)也是乘用車全面電動(dòng)化和整車全面去鉛化的重要手段。寧德時(shí)代提供從BEV、PHEV、混動(dòng)、燃油車鉛酸替代的系統(tǒng)解決方案。為滿足全面電動(dòng)化的項(xiàng)目增長(zhǎng)和交付要求，產(chǎn)品開發(fā)一定要平臺(tái)化，自動(dòng)化。引入數(shù)字化的工具鏈可以提供從需求管理到Pack設(shè)計(jì)，電芯、BMS、結(jié)構(gòu)開發(fā)，到BOM管理，最后到生產(chǎn)到售后的全生命周期管理。

　　以上就是我今天主要匯報(bào)內(nèi)容，謝謝大家。