最近,在鋰電池生產制造領域,CTP出現的頻率越來越高,并逐漸進入公眾視野。一些投資者甚至在一家動力電池公司的官網上留言:你們CTP技術研發進展如何?什么時候裝車?
阿童木參考了各個電池大廠CTP的相關技術,就可能實現的CTP方案與讀者分享,努力對CTP概念進行更深一步的闡述。
一、什么是CTP
一般來說,電動汽車上配備的電池組由電池組組裝成模組(Module),然后模組安裝在電池組(Pack)中,形成電池組-模組-電池包的三級裝配模式。
而CTP,也就是Cell To PACK(電池-電池包),是將電池直接集成到電池包中,從而省去了中間的模組架構,簡化了PACK的結構,提高了空間利用率。
目前,CTP有兩種技術路線,一種是完全無模組,另一種是大模組替代小模組。
方案一:完全無模塊技術方案-比亞迪刀片電池
比亞迪開發的大電池長度大于0.6米,像刀片一樣插入電池包,按照陣列排布的方式排列在一起。因此,它也被稱為刀片電池。
比亞迪CPT技術方案
相對于傳統電池包架構,比亞迪的刀片電池將采用CTP模式,體積比能量增加50%,成本降低30%,續航里程為600公里。
方案二:大模塊取代之前的小模塊-特斯拉、寧德時代、蜂窩能源
大模塊取代之前的小模塊,不是完全取消模塊,而是取消之前的小模塊,用扎帶連接,擴大單個模塊包含的電池數量,減少總得模塊數量。
(蜂窩能源CPT方案 )
二、CTP的優勢與劣勢對比
優勢一:簡化結構,提高空間利用率
CTP技術可以大量減少固定模塊的端板、側板和螺釘等緊固件,從而提高體積利用率。由于零件的減少會降低重量,因此也可以提高質量和能量密度,提高整車的行駛里程。
優勢二:簡化安裝工藝,節約生產成本
因為電池的裝配工藝比較簡單,節約了人力、物力等生產制造成本費,再加零部件的成本費降低,電池包的成本費也會降低。
(特斯拉Model S和Model 3電池包結構比較)
劣勢一:失去模組層面防護措施,單個電池問題易危及整個模塊
CTP對電池的一致性有更高的要求,整個電池包層面需要考慮兩個問題:充放電膨脹引起的變形和散熱性能的差異。一旦單個電池出現故障,就會涉及到更換整個電池組,而不是只需要更換一個模塊,維護成本就會大大提高。
劣勢二:需要重新設計新架構的控制系統
CTP技術在模塊級別取消了模塊,也等于取消了電芯熱失控的保護;同時還需要改變相應的BMS采樣和控制策略。
三、CTP技術的發展前景
在談論CTP技術前景之前,我們來分析一個問題,為什么電池廠商傾向于推廣CTP,不惜大力宣傳成賣點,引起廣大投資者的關注?
事實上,這背后本質上是電池廠商和車企的博弈。
由于動力電池,尤其是電池,投資大,技術壁壘高,汽車企業普遍難以接觸。為了不被電池制造商完全卡住,汽車公司盡最大努力控制電池之外的所有產品。
對于電池制造商來說,生產一個PACK比生產PACK所配屬的模塊獲得的收益更高,而電池制造商為了獲取整個PACK的訂單,便會努力推廣CTP方案。
因此,CTP也被作為動力電池的下一個風口進行包裝和宣傳。目前,除了北汽正式宣布EU5將配備寧德時代的CTP電池外,BYD等也在投資研發。我相信其他制造商也會逐漸跟進,畢竟,這個概念聽起來很有吸引力。