鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1555次 | 2019年12月11日
電池的未來(lái)屬于CTP?
導(dǎo)讀:CTP是一種Cell To Pack的電池成組技術(shù),其優(yōu)勢(shì)在于整合從電芯生產(chǎn)到車企PACK成組兩個(gè)過(guò)程。對(duì)于這一點(diǎn),寧德時(shí)代的一組數(shù)字給出了例證:零部件減少40%、體積利用率至少提升15%、生產(chǎn)效率提升50%、能量密度最高提升15%。
(來(lái)源:微信公眾號(hào)“電池聯(lián)盟” ID:zgcbcu 作者:子蕊)
一般動(dòng)力電池PACK生產(chǎn)流程是,首先由電池廠生產(chǎn)電芯,提供給有能力的OEM,由OEM組裝PACK,或者由電池廠直接提供PACK。最近,特斯拉申請(qǐng)了一項(xiàng)新專利,允許電池廠直接將單個(gè)電池并聯(lián)形成電池子模塊,然后再將這些子模塊組裝成車輛所需要的動(dòng)力電池模塊。
特斯拉還為這個(gè)組裝專利設(shè)計(jì)了新的冷卻方法,可以使用來(lái)冷卻的液體直接經(jīng)過(guò)電池組來(lái)降低電池組溫度,也可以將散熱片裝到電池組中降溫,或者用特殊的封裝材料來(lái)實(shí)現(xiàn)降溫。
寧德時(shí)代、蜂巢能源也在研發(fā)CTP
除了特斯拉,寧德時(shí)代、蜂巢能源也在進(jìn)行CTP的研究和開發(fā)。
在今年的法蘭克福國(guó)際車展上,寧德時(shí)代展示了最新研發(fā)的CTP動(dòng)力電池開發(fā)平臺(tái)。9月,寧德時(shí)代和北汽新能源共同推出了全球首款CTP電池包,北汽新能源EU5成為首款搭載該款電電池包的電動(dòng)車型。
寧德時(shí)代和北汽新能源發(fā)布全球首款CTP電池包
不只寧德時(shí)代,蜂巢能源也在法蘭克福車展上展出了自己的CTP電池包。
此外,比亞迪也在研發(fā)該類型的電池包。
那么,CTP有什么優(yōu)勢(shì),讓鋰電巨頭們爭(zhēng)先布局呢?
CTP的優(yōu)勢(shì)何在?
綜合看來(lái),特斯拉和寧德時(shí)代都希望把電芯CELL制造和PACK制造這兩個(gè)完全獨(dú)立的生產(chǎn)流程,結(jié)合成一個(gè)過(guò)程,來(lái)達(dá)到讓電池的生產(chǎn)更加簡(jiǎn)便高效,并且成本更低的目的。
通俗地說(shuō),電動(dòng)汽車上搭載的電池包,大多是先把電芯集成為模組,再將模組裝到電池包里。CTP則省去了電池模組,由電芯直接集成為電池包。
實(shí)踐證明,取消模組后的效果還是不錯(cuò)的:寧德時(shí)代的數(shù)據(jù)顯示,能量密度上,傳統(tǒng)的電池包能量密度平均為140-150Wh/kg, CTP電池包能量密度可達(dá)200Wh/kg以上;成本上,和目前市場(chǎng)上的電池包相比,CTP電池包零部件數(shù)量減少40%。
而特斯拉最初要采用10多個(gè)模組,現(xiàn)在的 Model 3,只使用了4個(gè)大尺寸模組,冗余部件大量減少。
模組起著重要作用
CTP并非新技術(shù),以前多用于磷酸鐵鋰及客車領(lǐng)域,現(xiàn)在用在了乘用車領(lǐng)域,采用的是三元電池。
在整個(gè)方案中,模組的作用非常重要,起的是管理集成的作用。如果取消電池模組,直接由電芯組成電池包,電池的安全隱患將大大增加。
電池模組通過(guò)串并聯(lián)方式組合,作為單體電池監(jiān)控和管理裝置的中間連接件,電池模組必須支撐、固定和保護(hù)電芯。
此外,模組還有避免熱失控,控制電芯溫度等作用。
需要強(qiáng)調(diào)的是,目前的CTP方案也并不是完全沒(méi)有模組,而是分大模組和完全
無(wú)模組兩種形式。
未來(lái)屬于CTP?
CTP的優(yōu)勢(shì)毋庸置疑:第一,和現(xiàn)在常見(jiàn)的小模組電池包相比,CTP電池包因?yàn)闆](méi)有標(biāo)準(zhǔn)模組的限制,可以用在不同車型上,使用范圍廣泛。
第二,因?yàn)樯倭艘恍﹥?nèi)部結(jié)構(gòu)組件,CTP電池包提高了電池包體積的利用率,系統(tǒng)能量密度也間接提升。
此外,CTP電池包的散熱效果要高于比目前小模組電池包好。
不過(guò),電池包的質(zhì)量跟大小模組并沒(méi)有關(guān)系,關(guān)鍵還是看電芯本身的一致性。因?yàn)橐酝男∧=M,如果有電芯壞掉,更換那顆電芯所在的模組就行了。而CTP電池包里面一旦損壞,維修成本比一般電池包還高。
一位業(yè)內(nèi)人士看好CTP技術(shù),他認(rèn)為,CTP技術(shù)價(jià)格優(yōu)勢(shì)會(huì)吸引更多多的車企和整車廠,畢竟對(duì)磷酸鐵鋰電池領(lǐng)域來(lái)說(shuō),電池包的價(jià)格能降低0.1元/Wh已經(jīng)算不少了。
還有專家表示,未來(lái)真正實(shí)現(xiàn)CTP,應(yīng)該是固態(tài)電池。原因是電池包里頭就一個(gè)或幾個(gè)模組,但是可以實(shí)現(xiàn)把所有的電芯在內(nèi)部進(jìn)行串并聯(lián),而這一點(diǎn)是現(xiàn)在的鋰離子電池沒(méi)法做到的。
平心而論,通過(guò)改變電池包結(jié)構(gòu),進(jìn)而提升電池能量密度的效果是有限的,想提升電池能量密度,最好的辦法是提高電芯的能量密度。
雖然CTP電池包的未來(lái)還無(wú)法判斷,但是電池技術(shù)的發(fā)展一直先前的,將來(lái)也會(huì)有適合各類電動(dòng)汽車的電池出現(xiàn),讓我們拭目以待!
原標(biāo)題:電池的未來(lái)屬于CTP?