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宁德时代吴凯:滑板底盘将以标准化构建产业生态

日期:2023-12-01    来源:中国汽车报网

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2023
12/01
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关键词: 宁德时代 智能网联汽车 动力电池

为进一步识别智能网联汽车产业生态创新发展方向,凝聚行业共识,11月29日~12月1日,中国汽车工程学会联合中国(上海)自由贸易试验区临港新片区管委会在上海临港中心举行“国际汽车电子与软件大会·滴水湖峰会”,围绕智能网联汽车电子与软件创新发展展开深入研讨和交流合作。以下为宁德时代新能源科技股份有限公司首席科学家吴凯演讲实录。

各位领导、专家,大家好。宁德时代一直以动力电池技术为核心,围绕“能量”这一模块,为车企、合作伙伴提供产品与服务。当前,新一轮科技革命与产业革命进程不断加快,新的模式、架构层出不穷。立足动力电池领域,宁德时代进行了滑板底盘的一系列研发和创新。今天与大家分享的是以动力电池为中心的滑板底盘设计的思考和探索。

实际上,“滑板底盘”这一概念2002年左右就已提出,但近几年才迎来产业的飞速发展。随着新能源技术的不断创新,汽车产业迎来变革,促使滑板底盘的新技术不断涌现。过去的汽车底盘是以传统燃油动力系统为中心进行设计,以机电液耦合实现车辆纵横垂直的控制。电子电气架构中每个电控单元基本只负责自己的单机功能,彼此独立。随着新能源汽车的快速发展,以三电为中心的电动底盘概念应运而生。不需要大量分布式电控单元,而是用少量的高性能计算单元。在智能化、电动化趋势推动下,拥有更高效集成、更灵活适配性和高速迭代能力的滑板底盘发展迅速,能够更加适应消费者的快速需求。

虽说滑板底盘概念已提出20余年,但行业上下对其理解还不尽相同。我们认为,滑板底盘最大的特点是上下车身的分体和解耦,底盘可实现独立的运动和控制。这其中也伴随着各种借口的解耦,功能模块的合并、重组和再分配。总的来说,上车体可以称为车的“大脑”,是一个智慧空间;下底盘就是个“小脑”,是能量与运动单元的载体。

具体来看,滑板底盘将成为运动和能量的独立单元,把运动控制模块、动力驱动模块、能量单元、底盘、机械部分有机集成,不仅能使得运动和能量更加协同,也能在研发上将动力系统作为一个有机整体进行创新,进行独立演进。

目前滑板底盘是以电池为中心来设计的,这个逐渐得到业界共识。因为电池不仅是在成本上占据电车很大比例,同时它的重量、体积和相关功能都非常关键。作为一家电池企业,宁德时代做滑板底盘的优势就是对电池理解比较充分。

宁德时代从动力电池出发,提出了以电池为中心的滑板底盘设计理念,Build Around Battery。这其中CTC能量舱是关键,即通过电芯到底盘技术Cell To Chassis,最大化利用底盘的电池布置空间。同时高度集成了电驱,热管理及悬架等其他系统部件,在降低重量和成本的同时,实现电池、电驱、热管理等系统效率最大化。

CTC技术是持续迭代的创新成果,宁德时代的目的是让电芯占据空间变得更合理,在以安全为底线的前提下,同时达到安全、能量密度等各项性能指标与成本之间的最佳平衡。宁德时代CTP 1.0开始,从无模组技术到三合一弹性夹层,再到CTC,进行了无数次模拟仿真。目前,CTC技术已实现大规模应用,进而指导研发。

CTC能量舱主要有四大创新技术:电池集成底盘技术——让能量更高效、多合一域控集成技术——让能量更聪明、多元热泵技术——让能量更稳定、多极安全被动防护技术——让能量更安全。其关键是围绕着电池进行设计和研发。电池集成在底盘意味着CTC能量舱的安全尤为重要。在某种情况下即便一个电池单体出现热失控,滑板底盘也不会出现鞭炮一样的连锁反应,即不发生热扩散,简称NP技术。目前,宁德时代已开发四代NP技术,今年NP 2.0已经上市,并应用在滑板底盘上。NP 2.0能够实现一个单体看到信号时主动释放能量,不产生二次次生灾害。另外,在检测到信号时会启动能量管理系统,对电池包进行放电处理,让电池变得更安全、更稳定。正在研发中的NP 4.0被称为故障降维,目标实现任何时候单体出现问题,其他电芯依然能够使用。

另外,宁德时代此前电池包里的BMI系统,不仅能对电池进行实时监测,也随着评估电池的健康状态进行完整的复杂电池算法,做到危险提前预警。在滑板底盘上,宁德时代集成了域控制器SICC,进行能量和运动的综合管理。

宁德时代旗下专门进行滑板底盘开发的控股子公司——时代智能,长期致力于提供以电池为核心的CIIC,即一体化智能底盘产品的开发和技术服务。滑板底盘对于行业来说,重要的价值在于能够以标准化促进产业生态的构建。在实现机械、电气、软件、通信、数据、服务等六大接口标准化的基础上,滑板底盘有望成为未来产业生态的关键底座。

首先,一个平台可支持多个场景。基于滑板底盘的平台开发乘用车的SUV、轿车,也可以开发to B的网约车、共享车,也可以是物流车。

其次,软硬件均可升级。过去汽车是一个整体,价值在交付时达到顶峰。如今,借助滑板底盘可实现全车升级,让部件的价值实现延伸。

另外,智能化部件的使用周期或寿命远低于机械化及电气化的底盘部件化。上车身退休了,底盘依然可以发挥价值,如作为储能电池等。

宁德时代为合作伙伴提供了非常有竞争力的滑板底盘解决方案。在共享模式下,授权成本明显低于传统方案,是传统方案正常开发的一半价格左右。同时,结合滑板底盘更高效率带来的成本优势,可以大幅改善盈亏平衡点。借助平台化优势,还可为合作伙伴大幅缩短新车上市周期。原来3~4年的开发周期,可争取1年多实现。

时代智能的滑板底盘现已实现技术突破,首发B级轿车现已完成黑河冬测和吐鲁番夏测。该底盘集成了高压系统,低压系统,转向和制动系统,并配置了底盘域控制器,实现了75%的电池包成组效率,续航里程突破1000公里,低温衰减在零下7度时小于30%,百公里电耗10.5kWh,5分钟充电300公里。底盘支持CNCAP五星级碰撞要求,下车体碰撞能量吸收大于80%。预计搭载时代智能滑板底盘的整车产品将于明年下半年上市。

滑板底盘的应用之路才刚刚开始,但可以看到广阔的市场前景。宁德时代希望与各方合作伙伴一同紧密合作,以滑板底盘赋能未来智能出行。


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