3月30日，寶馬在中國(guó)布局的又一款新能源車(chē)型——530Le插電混動(dòng)版上市了，至此，寶馬品牌在中國(guó)的新能源產(chǎn)品陣營(yíng)已擴(kuò)大到了6個(gè)車(chē)系。
對(duì)于CATL人來(lái)說(shuō)，每個(gè)月都會(huì)有那么幾款配套自家電池的新車(chē)型上市。但在眾多值得歡慶的時(shí)刻中，這一次，是有些特別的。
因?yàn)椋@不僅僅是和寶馬合作的第4款車(chē)型的上市，也不僅僅是一個(gè)內(nèi)部最高獎(jiǎng)項(xiàng)的榮譽(yù)。BMW 530Le，內(nèi)部項(xiàng)目代碼G38，簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單幾個(gè)字母與數(shù)字，它們的背后——是一個(gè)行業(yè)難題的突破性解決方案，是締造出30多個(gè)專(zhuān)利成果的智慧，也是CATL從無(wú)名小卒到世界一流公司華麗轉(zhuǎn)身的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。
CATL與寶馬的合作，始于2012年。在2013年末，第一款合作車(chē)型華晨寶馬之諾1E也順利上市了。有了這番順利磨合，或許在外界看來(lái)，作為第一家配套國(guó)際車(chē)企的中國(guó)電池企業(yè)，CATL似乎已將寶馬供應(yīng)鏈的“入場(chǎng)券”握在手中。但事實(shí)遠(yuǎn)非想象中的那般順利。
2014年初，CATL剛介入這個(gè)項(xiàng)目供應(yīng)商甄選時(shí)，韓系電池企業(yè)就已完成了第一輪送樣，而寶馬給候選供應(yīng)商設(shè)置的送樣截至?xí)r間，就在三周后。CATL必須在三周內(nèi)完成電芯的首次出樣，否則將失去該項(xiàng)目供應(yīng)商的甄選資格。而當(dāng)時(shí)，CATL連符合設(shè)計(jì)要求的電芯雛形都還沒(méi)有，一切都還是零。
這意味著，很有可能比賽尚未開(kāi)始，CATL就輸在了起跑線(xiàn)上。
“太難了！”即使是現(xiàn)在，寶馬項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，朱博，想起這個(gè)近乎不可能的任務(wù)時(shí)，依然會(huì)捏一把汗，“20天，把電芯造出來(lái)，還要順利運(yùn)到德國(guó)交到客戶(hù)手上，太難了！正常來(lái)說(shuō)，完成一次電芯出樣，就至少需要2個(gè)半月。
不凡的經(jīng)歷，從開(kāi)始就注定了它的不凡。如此艱巨的一個(gè)任務(wù)，并沒(méi)有難住奮斗的CATL人。
一支由十幾位技術(shù)精英組成的核心團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)運(yùn)而生了。團(tuán)隊(duì)連續(xù)熬夜攻關(guān)，僅兩天就把電芯設(shè)計(jì)方案確定了下來(lái)；正常的電芯開(kāi)模時(shí)間太長(zhǎng)，就立即做方案優(yōu)化，最終成功將開(kāi)模時(shí)間從50天縮減到了15天。
完成電芯的快速出樣，不是僅靠CATL內(nèi)部集中突破就能解決的問(wèn)題，還需要供應(yīng)商的幫忙，比如說(shuō)電芯頂蓋的制造。電芯頂蓋是電芯級(jí)別機(jī)械件中最復(fù)雜的一個(gè)，它把關(guān)了電芯的安全命門(mén)。在這個(gè)不到40平方厘米的鋁片上，包含了電芯的安全閥，絕緣件，極柱等十幾個(gè)精密器件，甚至其大小，都需經(jīng)過(guò)周密的計(jì)算。在CA TL確定頂蓋設(shè)計(jì)方案后，還需交由供應(yīng)商進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)。
為了不讓任何一個(gè)環(huán)節(jié)掉鏈子，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)吳總和質(zhì)量總監(jiān)孫總親自監(jiān)工，而負(fù)責(zé)電芯設(shè)計(jì)的李經(jīng)理更是在供應(yīng)商處駐廠了兩個(gè)星期，溝通一個(gè)零部件的制作細(xì)節(jié)，并與供應(yīng)商及時(shí)修改方案。
終于，在三周內(nèi)，CATL完成了電芯制成。
為了和時(shí)間賽跑，這批樣品電芯一下產(chǎn)線(xiàn)就被運(yùn)往了德國(guó)。和這批電芯一同從中國(guó)出發(fā)的，還有三個(gè)工程師，包括朱博自己。
“當(dāng)時(shí)，我們自己背著一個(gè)包，把電芯測(cè)試的常規(guī)儀器背到德國(guó)去，在我們的德國(guó)辦公室里進(jìn)行最后的電池測(cè)試。我們?nèi)齻€(gè)人日夜不休地測(cè)了三天，最后確定這兩百個(gè)電芯均性能良好，這才放心的交付給寶馬。”朱博回憶說(shuō)。
僅僅用了所需時(shí)間的一半，CATL就把第一批向?qū)汃R送樣的電芯設(shè)計(jì)并制造了出來(lái)。并且，順利通過(guò)了寶馬的電池測(cè)試。
雖然已經(jīng)解決了一大難題，但真正的挑戰(zhàn)才剛剛開(kāi)始。
2014年的動(dòng)力鋰電池發(fā)展路線(xiàn)還是以磷酸鐵鋰材料體系為主，三元材料雖然能量密度更高，但當(dāng)時(shí)整個(gè)中國(guó)業(yè)界對(duì)于三元材料在鋰電上的應(yīng)用，都沒(méi)有滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)中對(duì)過(guò)充的要求。國(guó)標(biāo)要求電池在200%SOC的情況下，電池不起火。但在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下，通常三元材料電芯充電至170%SOC時(shí)，化學(xué)結(jié)構(gòu)就會(huì)坍塌，造成失效，最終帶來(lái)安全隱患。
其實(shí)，解決這個(gè)問(wèn)題的原理并不復(fù)雜：只要讓電芯過(guò)充到一定的程度時(shí)自動(dòng)內(nèi)部切斷電源，處于一個(gè)安全的狀態(tài)下不再充電，那么自然不存在過(guò)充起火的問(wèn)題。但當(dāng)時(shí)整個(gè)中國(guó)鋰電行業(yè)，均沒(méi)有解決這個(gè)問(wèn)題的突破性辦法。
然而，韓系電池企業(yè)的過(guò)充解決方案已相當(dāng)成熟。這讓CATL一下陷入了被動(dòng)的競(jìng)爭(zhēng)局面。
CATL電芯設(shè)計(jì)部的李經(jīng)理指出：“這個(gè)問(wèn)題最大的瓶頸，是位于頂蓋上的安全裝置。”原來(lái)，電芯出現(xiàn)過(guò)充情況時(shí)，本可利用內(nèi)部產(chǎn)氣，形成外短路，同時(shí)產(chǎn)生的大電流可將電芯內(nèi)部正極端的保險(xiǎn)絲熔斷。如此，即可切斷電芯內(nèi)部電源。但這股大電流可高達(dá)5000A，其產(chǎn)生的熱量可輕易熔斷一把扳手。對(duì)于當(dāng)時(shí)的過(guò)充安全保護(hù)裝置而言，很難負(fù)荷如此大的電流。
為了解決三元電芯的過(guò)充問(wèn)題，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)吳總親自帶隊(duì)研發(fā)，先后嘗試了二十多種方案。即使凌晨已至，如果有需要，吳總還會(huì)親自跑到實(shí)驗(yàn)室里了解樣品的測(cè)試數(shù)據(jù)。“甚至有一次，我從樣品生產(chǎn)線(xiàn)上下來(lái)已經(jīng)是凌晨一點(diǎn)多了，還看到吳總帶來(lái)兩個(gè)工程師趕去實(shí)驗(yàn)室看結(jié)果。”當(dāng)時(shí)不顧一切的奮斗畫(huà)面，對(duì)朱博來(lái)說(shuō)依然歷歷在目。
一遍又一遍的設(shè)計(jì)，模擬，測(cè)試，推翻，再設(shè)計(jì)，再模擬，再測(cè)試……在苦心鉆研了3個(gè)月后，一項(xiàng)顛覆國(guó)內(nèi)鋰電行業(yè)的技術(shù)成果誕生了。CATL通過(guò)巧妙的變截面設(shè)計(jì)，使頂蓋上的安全裝置既能在140%SOC過(guò)充情況下順利形成短路，又能完美負(fù)荷超過(guò)5000A的大電流。
這一看似簡(jiǎn)單的改變，實(shí)際上是超過(guò)35項(xiàng)專(zhuān)利的智慧結(jié)晶。這一成果后來(lái)被應(yīng)用到了CATL所有的三元電池產(chǎn)品上，隨后更被業(yè)界廣泛采用，推動(dòng)了三元材料在動(dòng)力鋰電池上的使用。
解決三元電芯的過(guò)充問(wèn)題，只夠與韓系電池企業(yè)在技術(shù)上比肩，真正讓CATL產(chǎn)品脫穎而出的，是比對(duì)方優(yōu)異的循環(huán)壽命。這款電芯經(jīng)過(guò)了5000次充放電的測(cè)試，確保即便是完全充放電5000次之后，還能有80%以上的電池容量。這就意味著如果每天完全充放電一次，在13年的時(shí)間內(nèi)，電芯的性能幾乎沒(méi)有變化，這在同類(lèi)電芯中是沒(méi)有的。
最終，這款能力密度高達(dá)165Wh/kg、循環(huán)壽命達(dá)5000次的插電式動(dòng)力電芯成功獲得了寶馬的認(rèn)可。
G38項(xiàng)目，給CATL帶來(lái)了一筆可觀的訂單，產(chǎn)出了近40項(xiàng)專(zhuān)利，鍛造了一批日后成為CATL中流砥柱的人才，但它帶給CATL的，遠(yuǎn)不止此。
經(jīng)歷過(guò)這個(gè)時(shí)期的CATL人都認(rèn)同這樣一個(gè)說(shuō)法——在這次項(xiàng)目的洗禮下，CATL開(kāi)始從一家追隨浪潮的中國(guó)鋰電制造企業(yè)，走向世界一流的鋰電研發(fā)制造企業(yè)。
“對(duì)我個(gè)人而言，我第一次知道了動(dòng)力鋰電池的開(kāi)發(fā)到底意味著什么。”朱博說(shuō)，“以前，我們可能是只知道如何去盡力滿(mǎn)足客戶(hù)的需求，但從G38這個(gè)項(xiàng)目開(kāi)始，我們知道了如何正確的理解客戶(hù)需求，如何主動(dòng)的創(chuàng)造真正合適的解決方案。在這個(gè)前提下，我們才真正得到了客戶(hù)的認(rèn)可，成為真正能夠參與全球競(jìng)爭(zhēng)的鋰電供應(yīng)商。”
