2025年3月26日-28日，2025商用車產(chǎn)業(yè)發(fā)展會(huì)議在湖北省十堰市舉辦。本次會(huì)議由中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)主辦，以“開辟新賽道，匯聚新動(dòng)能——發(fā)展商用車產(chǎn)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力”為主題，采用“1+1+6+N”模式，即1場(chǎng)閉門會(huì)議，1場(chǎng)開幕式暨主旨會(huì)議，6個(gè)主題分會(huì)場(chǎng)和其他相關(guān)對(duì)接、展示等活動(dòng)，旨在深入分析商用車發(fā)展面臨的新機(jī)遇、新挑戰(zhàn)，探討商用車產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的新趨勢(shì)、新方向。其中，在3月27日下午舉辦的“主題分會(huì)場(chǎng)三：商用車安全與可靠性技術(shù)”上，寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司商用車系統(tǒng)安全經(jīng)理蒲玉杰發(fā)表精彩演講。以下內(nèi)容為現(xiàn)場(chǎng)發(fā)言實(shí)錄：

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各位領(lǐng)導(dǎo)、各位嘉賓，大家下午好！我是來自寧德時(shí)代的蒲玉杰，主要負(fù)責(zé)寧德時(shí)代的商用動(dòng)力電池系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)開發(fā)。今天很榮幸獲邀參加本次商用車安全可靠性技術(shù)交流會(huì)，我分享的主題是“商用動(dòng)力鋰離子電池系統(tǒng)安全與設(shè)計(jì)”。

我分享的主題分為兩個(gè)部分，一個(gè)是商用車電池系統(tǒng)安全的認(rèn)識(shí)和設(shè)計(jì)理念。第二個(gè)是寧德時(shí)代商用車動(dòng)力電池系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)保障。

從2018年到2024年，商用車電動(dòng)化率從5%提升到20%，已跨越了拐點(diǎn)迎來了高速的增長(zhǎng)期，預(yù)計(jì)在2025年新能源商用車的銷量會(huì)達(dá)到110萬輛，電動(dòng)化率接近30%，到2030年電動(dòng)化率將超過70%。作為新能源車的“心臟”，動(dòng)力電池系統(tǒng)將顯得尤為重要。

對(duì)比乘用車，商用車的車型空間常用比較大，相應(yīng)整車電量的需求往往比較高，基于需求分解下來單體電池的容量也大。從運(yùn)營(yíng)成本考慮,商用車側(cè)重于經(jīng)濟(jì)性，追求更低的成本，要求電池的服役壽命更長(zhǎng)。另外，商用車的運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景廣泛，涉及車類比較多，實(shí)際面臨的工況環(huán)境往往復(fù)雜多樣化，而且還存在某些特種作業(yè)場(chǎng)景，比如采礦，若出現(xiàn)安全事件， 產(chǎn)生的社會(huì)經(jīng)濟(jì)危害巨大。因此商用車對(duì)動(dòng)力電池系統(tǒng)具備更高的安全性能，基于以上特征分析，磷酸鐵鋰電池因兼具高安全、長(zhǎng)壽命、低成本的特性，往往市場(chǎng)會(huì)傾向選擇磷酸鐵鋰電池作為商用車電動(dòng)化的主流技術(shù)路線。

在評(píng)估電池安全性能過程中，往往會(huì)把濫用測(cè)試和產(chǎn)品安全緊密聯(lián)系，實(shí)際兩者存在本質(zhì)差異，因此需要區(qū)分開來。濫用測(cè)試是在一些非常極端的情況下對(duì)電池的性能進(jìn)行邊界性的探索，但通過濫用測(cè)試不等于產(chǎn)品安全。比如磷酸鐵鋰電池，若設(shè)計(jì)和工藝控制保障不到位，同樣會(huì)存在本征安全風(fēng)險(xiǎn)，這需要大規(guī)模的電池高質(zhì)量的極限設(shè)計(jì)制造作為重要保障。對(duì)于磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)，我們打開電池包的上蓋，模擬密封失效，電池系統(tǒng)會(huì)發(fā)生短路起火，因此，鐵鋰電池也需要展開系統(tǒng)化的安全防護(hù)設(shè)計(jì)。

粗略統(tǒng)計(jì)，截至2024年一季度，商用車全球市場(chǎng)發(fā)生的安全事故率多達(dá)數(shù)百起，其中不乏磷酸鐵鋰電池體系。從部分的事故調(diào)查原因分析中發(fā)現(xiàn)，有電池本身設(shè)計(jì)制造的缺陷，有電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)不足導(dǎo)致的短路原因，也有部分整車端的原因，還有一些是耦合外部因素造成。

從上述市場(chǎng)事故原因可以看出，市場(chǎng)端的失效是與實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景強(qiáng)耦合，總結(jié)下來，電池包的失控原因主要分為產(chǎn)品原因、外部原因，以及兩者耦合原因。但通常在實(shí)際調(diào)查過程中，大部分的熱失控很難準(zhǔn)確定位到單一的原因，通常為內(nèi)部+外部多因子耦合造成系統(tǒng)性問題。因此，復(fù)雜場(chǎng)景和多因素耦合下的事故機(jī)理、安全措施等仍然需要在研究過程不斷摸索、驗(yàn)證。

如何保障商用車電池系統(tǒng)安全？寧德時(shí)代安全設(shè)計(jì)理念，通過多級(jí)安全防護(hù)設(shè)計(jì)保障產(chǎn)品真實(shí)應(yīng)用全場(chǎng)景的安全可靠，原材料的基因改良加強(qiáng)耐受性的電池設(shè)計(jì)，保障電池層級(jí)本征安全，同時(shí)大規(guī)模的制程工藝控制確保電池高品質(zhì)，系統(tǒng)增強(qiáng)防護(hù)設(shè)計(jì)+全方位的測(cè)試驗(yàn)證+大數(shù)據(jù)預(yù)警+熱失控危害防護(hù)等，保障電池系統(tǒng)在真實(shí)場(chǎng)景安全可靠。

寧德時(shí)代商用電池系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)保障，多級(jí)安全設(shè)計(jì)。

安全設(shè)計(jì)一是通過深度仿真指導(dǎo)改性設(shè)計(jì)，提升電池本身的安全閾值。在材料級(jí)別開發(fā)，通過從本質(zhì)上提高電池的安全性能，電芯級(jí)別的設(shè)計(jì)和失效分析保障電池安全可靠，在性能仿真和模擬，在預(yù)測(cè)電池在復(fù)雜工況下的安全可靠性。

安全設(shè)計(jì)二是強(qiáng)魯棒性機(jī)械設(shè)計(jì)，提高電池本體安全耐受強(qiáng)度。寧德時(shí)代采用方形硬殼電池，配備多重功能防護(hù)設(shè)計(jì)，比如硬殼獨(dú)有的防爆閥設(shè)計(jì)以及安全短路保護(hù)裝置，外殼表面的絕緣膜設(shè)計(jì)以防絕緣失效風(fēng)險(xiǎn)，以及鋁殼本身強(qiáng)度保護(hù)設(shè)置，使得方殼電池更加安全可靠。

安全設(shè)計(jì)三是先進(jìn)的智能制造與嚴(yán)格的質(zhì)量管控。寧德時(shí)代擁有鋰電行業(yè)里面僅有的燈塔工廠，在產(chǎn)線擁有超6800個(gè)質(zhì)量的控制點(diǎn)，24小時(shí)全程監(jiān)控電芯的生產(chǎn)過程，通過嚴(yán)格的質(zhì)量體系和先進(jìn)的制造工藝，將電芯的單體失效率降低至PPB級(jí)別的失效率。

安全設(shè)計(jì)四是通過多維度安全設(shè)計(jì)優(yōu)化構(gòu)建電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)安全。我們?cè)诋a(chǎn)品開發(fā)的不同階段，通過拓?fù)鋬?yōu)化，形貌優(yōu)化，尺寸優(yōu)化，散熱分析，防熱失控，機(jī)械沖擊分析，碰撞分析等，多維度構(gòu)建系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安全；其中我司近期推出天行H-泰山架構(gòu)，擁有高強(qiáng)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度穩(wěn)若泰山。

安全設(shè)計(jì)五是面向模擬全生命周期應(yīng)用工況的多層級(jí)安全防護(hù)設(shè)計(jì)。在電池系統(tǒng)全生命周期內(nèi)，電池系統(tǒng)因內(nèi)部短路、過壓/欠壓、電池過熱、腐蝕、絕緣失效等原因，引發(fā)電池升溫。通過主動(dòng)安全防護(hù)和電池失控后安全防護(hù)，使電池系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。

安全設(shè)計(jì)六是從電池到整車臺(tái)架的全產(chǎn)品鏈的安全測(cè)試驗(yàn)證。寧德時(shí)代擁有非常完善的安全性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，從電池單體到電池組，到電池包，到模擬整車界面測(cè)試，圍繞熱，電，機(jī)械，環(huán)境等因子全方位驗(yàn)證；從產(chǎn)品開發(fā)之初到量產(chǎn)經(jīng)果層層測(cè)試驗(yàn)證，確保產(chǎn)品的高安全可靠性。

安全設(shè)計(jì)七是模擬終端應(yīng)用場(chǎng)景的電池?zé)崾Э仡A(yù)警?；谖覀儍?nèi)部的模型前饋與大數(shù)據(jù)反饋相自洽的電池安全預(yù)警系統(tǒng)，通過電池多應(yīng)力場(chǎng)的安全激勵(lì)在電池生命周期內(nèi)的演化過程。結(jié)合大數(shù)據(jù)反饋，實(shí)現(xiàn)電池失控安全預(yù)警?！?/p>

安全設(shè)計(jì)八是系統(tǒng)熱安全的無熱擴(kuò)散技術(shù)。左邊為我司商用車電池包的熱擴(kuò)散NP試驗(yàn)案例，我們做到僅失控一個(gè)電池單體不引發(fā)臨近電池?zé)崾Э?，電池包測(cè)試前后對(duì)比看也沒有明顯損傷。寧德時(shí)代于2020~2022年期間率先發(fā)布了2代無熱擴(kuò)散技術(shù)，且早已具備大規(guī)模量產(chǎn)的能力。新GB法規(guī)對(duì)熱擴(kuò)散要求的加嚴(yán)，使得無熱擴(kuò)散要求成為行業(yè)普遍的需求，寧德時(shí)代早在2022年已實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)項(xiàng)目全系產(chǎn)品100%無熱擴(kuò)散要求，出貨海外項(xiàng)目達(dá)成率超過90%。此外，基于系統(tǒng)失控防護(hù)機(jī)理的理解不斷加深，CATL在不斷迭代無熱擴(kuò)散技術(shù)，希望進(jìn)一步將安全事件降級(jí)為質(zhì)量故障。

最后，寧德時(shí)代擁有磷酸鐵鋰電池最大規(guī)模成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。截至目前，寧德時(shí)代累計(jì)的鐵鋰出貨量超過400GWh，配備的新能源客車超過100萬輛，安全行駛的里程超1000億公里，配套儲(chǔ)能電站在運(yùn)行150+，最長(zhǎng)運(yùn)行電站時(shí)間也超過10年，0安全事故，乘用車單一配套的車型已經(jīng)超過260萬輛，0自燃事故。

如上是我的分享內(nèi)容，感謝大家，請(qǐng)批評(píng)指正。

（注：本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)速記整理，未經(jīng)講嘉賓審閱）