電池的未來屬於CTP?

電池的未來屬於CTP?

一般動力電池PACK生產流程是,首先由電池廠生產電芯,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,特斯拉申請了一項新專利,允許電池廠直接將單個電池並聯形成電池子模塊,然後再將這些子模塊組裝成車輛所需要的動力電池模塊。

特斯拉還為這個組裝專利設計了新的冷卻方法,可以使用來冷卻的液體直接經過電池組來降低電池組溫度,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實現降溫。

电池的未来属于CTP?

圖片出自特斯拉最新專利

寧德時代、蜂巢能源也在研發CTP

除了特斯拉,寧德時代、蜂巢能源也在進行CTP的研究和開發。

在今年的法蘭克福國際車展上,寧德時代展示了最新研發的CTP動力電池開發平臺。9月,寧德時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車型。

电池的未来属于CTP?

寧德時代和北汽新能源發佈全球首款CTP電池包

不只寧德時代,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,比亞迪也在研發該類型的電池包。

那麼,CTP有什麼優勢,讓鋰電巨頭們爭先佈局呢?

CTP的優勢何在?

綜合看來,特斯拉和寧德時代都希望把電芯CELL製造和PACK製造這兩個完全獨立的生產流程,結合成一個過程,來達到讓電池的生產更加簡便高效,並且成本更低的目的。

通俗地說,電動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裡。CTP則省去了電池模組,由電芯直接集成為電池包。

實踐證明,取消模組後的效果還是不錯的:寧德時代的數據顯示,能量密度上,傳統的電池包能量密度平均為140-150Wh/kg,CTP電池包能量密度可達200Wh/kg以上;成本上,和目前市場上的電池包相比,CTP電池包零部件數量減少40%。

而特斯拉最初要採用10多個模組,現在的Model3,只使用了4個大尺寸模組,冗餘部件大量減少。

模組起著重要作用

CTP並非新技術,以前多用於磷酸鐵鋰及客車領域,現在用在了乘用車領域,採用的是三元電池。

在整個方案中,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。

電池模組通過串並聯方式組合,作為單體電池監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。

需要強調的是,目前的CTP方案也並不是完全沒有模組,而是分大模組和完全無模組兩種形式。

未來屬於CTP?

CTP的優勢毋庸置疑:第一,和現在常見的小模組電池包相比,CTP電池包因為沒有標準模組的限制,可以用在不同車型上,使用範圍廣泛。

第二,因為少了一些內部結構組件,CTP電池包提高了電池包體積的利用率,系統能量密度也間接提升。

此外,CTP電池包的散熱效果要高於比目前小模組電池包好。

不過,電池包的質量跟大小模組並沒有關係,關鍵還是看電芯本身的一致性。因為以往的小模組,如果有電芯壞掉,更換那顆電芯所在的模組就行了。而CTP電池包裡面一旦損壞,維修成本比一般電池包還高。

一位業內人士看好CTP技術,他認為,CTP技術價格優勢會吸引更多多的車企和整車廠,畢竟對磷酸鐵鋰電池領域來說,電池包的價格能降低0.1元/Wh已經算不少了。

還有專家表示,未來真正實現CTP,應該是固態電池。原因是電池包裡頭就一個或幾個模組,但是可以實現把所有的電芯在內部進行串並聯,而這一點是現在的鋰離子電池沒法做到的。

平心而論,通過改變電池包結構,進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電池包的未來還無法判斷,但是電池技術的發展一直先前的,將來也會有適合各類電動汽車的電池出現,讓我們拭目以待!

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