動(dòng)力電池成本占整車成本的40%，甚至還要更多，降低動(dòng)力電池成本一直是電池供應(yīng)商和主機(jī)廠的重要任務(wù)之一?，F(xiàn)有的電池Pack結(jié)構(gòu)，通常由“電芯-模組-整包”的三級(jí)結(jié)構(gòu)組成。若干個(gè)電芯組合在一起，被稱為“模組”；若干個(gè)模組組合在一起，再加上BMS、配電模塊等零部件，就成為“電池Pack”。為動(dòng)力電池降本，主要手段之一就是減少“模組”的成本，但如今這種手段已經(jīng)到了瓶頸期。

如何既能降低電池成本，又能提高能量密度，增加續(xù)航里程？

CTP技術(shù)或許是當(dāng)下最好的選擇！

CTP技術(shù)全稱Cell To Pack，也叫無模組技術(shù)，現(xiàn)有兩種不同的技術(shù)路線。一是徹底取消模組的方案，以比亞迪刀片電池為代表；二是小模組整合為大模組的方案，以寧德時(shí)代CTP技術(shù)為代表。此外，比亞迪刀片電池專攻磷酸鐵鋰電池，寧德時(shí)代則以高鎳三元鋰電池為主。

■ 比亞迪CTP技術(shù)有什么特點(diǎn)？

比亞迪刀片電池，就是在此前方殼電池的基礎(chǔ)上，將電芯做“長(zhǎng)”，做“薄”，形狀類似刀片。根據(jù)公開信息顯示，比亞迪一共有5種不同的電芯規(guī)格，具體數(shù)據(jù)如下表所示。這種電芯其實(shí)高度同現(xiàn)在方殼電池相比沒有變化，厚度相比軟包電芯略厚，主要變化是長(zhǎng)度，從435mm一直到2500mm都有。這里面，比亞迪具體是如何做的，根據(jù)目前的資料還不清楚。

這種電芯想要組成電池PACK，就要依賴CTP技術(shù)。這種技術(shù)一方面提升了電池PACK的包內(nèi)空間利用率，增加了帶電量；另一方面又減輕了PACK重量，提高了整包的能量密度。

比亞迪刀片電池專利圖

現(xiàn)有三級(jí)結(jié)構(gòu)電池PACK示意圖

根據(jù)比亞迪申請(qǐng)專利能看到，在電池包總體積一致的情況下，現(xiàn)有的電池PACK結(jié)構(gòu)，多出了各模組的側(cè)板、端板、緊固件、橫梁、縱梁等組件，包內(nèi)空間利用率大概在40%左右；而采用了CTP技術(shù)的比亞迪電池包，除去電池管理系統(tǒng)、配電箱等組件，包內(nèi)空間利用率大概在62%左右。受到不同的電芯布局方式影響，包內(nèi)空間利用率分別為55%、60%、62%、65%，如有需求甚至可以達(dá)到80%。即使是同一輛車，采用CTP技術(shù)的電池PACK后，帶電量約增加20%-30%，續(xù)航里程也能提升20%-30%。

■ 寧德時(shí)代CTP技術(shù)有何不同？

寧德時(shí)代在去年法蘭克福車展上，公布了自家CTP技術(shù)的部分信息，這種電池PACK由至少兩個(gè)以上的大模組構(gòu)成（如下圖），每一個(gè)模組之間通過固定件連接在電池托盤上，最終電池PACK通過安裝梁固定在不同車型上。

寧德時(shí)代CTP技術(shù)電池Pack示意圖

寧德時(shí)代CTP技術(shù)電池模組爆炸圖

根據(jù)寧德時(shí)代專利能夠看到，一個(gè)大模組里面被若干個(gè)塑料材質(zhì)的散熱板分割成一個(gè)個(gè)小的空間，方殼電芯就像電腦硬盤一樣，可以插進(jìn)這些小空間。每個(gè)電芯的側(cè)面還貼有導(dǎo)熱硅膠墊片，且電芯寬度方向的散熱板留有散熱通道，可以直接于外部的冷卻管路連接。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，這樣做能夠減少約40%的零部件，這些零部件來自模組之間的連接線束、側(cè)板、底板等。此外，在電池體積不變的情況下，采用CTP技術(shù)的電池Pack包內(nèi)體積利用率也提升了15%-20%。

■ CTP技術(shù)有什么優(yōu)點(diǎn)？

1、輕量化。CTP技術(shù)能夠最大程度的減少電池Pack內(nèi)部，各個(gè)模組之間的側(cè)板、底板、連接線束、固定件、非必要的橫梁，縱梁等零部件，對(duì)于電池的輕量化非常有幫助。

寧德時(shí)代CTP技術(shù)電池模組連接方式

2、電池能量密度提升。這里面有兩個(gè)維度，第一個(gè)是重量比能量密度，這種說法也是我們常見的；以寧德時(shí)代的CTP技術(shù)為例，重量比能量密度能達(dá)到200Wh/kg。第二個(gè)維度是體積比能量密度，以比亞迪的CTP技術(shù)為例，體積比能量密度相比過去能夠提升50%，不同規(guī)格的電芯體積比能量密度分別為439Wh/L、448Wh/L、449 Wh/L、450 Wh/L。

比亞迪刀片電池的另一種布局形式

3、成本低。事實(shí)上，CTP技術(shù)落地的一個(gè)重要推動(dòng)力就是降低動(dòng)力電池成本的需求。以比亞迪為例，新產(chǎn)品的成本可以降低20%-30%。這里面包含電池Pack本身的成本的因素，也包含簡(jiǎn)化了生產(chǎn)組裝工藝，導(dǎo)致不良率下降的因素。寧德時(shí)代雖然沒有透露成本優(yōu)勢(shì)，但因?yàn)樯a(chǎn)效率提升50%帶來的積極影響，顯然不可忽視。

■ 現(xiàn)階段，對(duì)CTP技術(shù)的一些疑問？

1、電池碰撞安全。傳統(tǒng)三級(jí)結(jié)構(gòu)的電池Pack，因?yàn)橛心＝M的存在，所以碰撞安全多了一層保護(hù)。采用CTP技術(shù)的電池Pack，除去Pack的邊梁，電芯將直接承受碰撞的沖擊。

從現(xiàn)有的資料來看，以寧德時(shí)代為例，Pack的框架是鋁型材直接擠壓成型，以增加強(qiáng)度；每個(gè)大模組內(nèi)部的塑料殼體通過注塑成型，注塑時(shí)將散熱板嵌入箱體模具內(nèi)，實(shí)現(xiàn)一體成型。

寧德時(shí)代CTP技術(shù)電池模組內(nèi)的散熱板示意圖

2、電池?zé)峁芾怼?/strong>由于新技術(shù)改變了電池Pack的結(jié)構(gòu)，勢(shì)必會(huì)對(duì)電池的熱管理系統(tǒng)，甚至BMS系統(tǒng)提出全新的設(shè)計(jì)要求和策略，這是軟件層面的考量。