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動力電池ctb是什麼

生活 更新时间:2024-12-24 09:56:25

近期甯德時代時代推出了第三代CTP動力電池——麒麟電池,據悉,由于CTP3.0 電池中的水冷钣具有緩沖作用,所以比其它動力電池壽命更長,并且比能量、電池空間利用率都有大幅提升,在相同的化學體系、同等電池包尺寸條件下,磷酸鐵锂系統能量密度 160wh/kg,三元高鎳可達 250wh/kg,較特斯拉的4680電池多裝30%的電量。

而在甯德時代的麒麟電池推出之前,動力電池的聚光燈一直照在新能源汽車巨頭特斯拉推出的4680電池上。 據悉,4680 電池相比 2170 電池,雖然是體積增加了 448%,但是與全極耳、高矽負極、與 CTC 結合等更多革命性的技術相結合,最終實現了續航增加 54%,成本下降 56%,單位産能設備投資額下降 69% 優良成績。

從電池結構來看,甯德時代的麒麟電池走的是CTP路線,而特斯拉的4680電池則走的是CTC路線。就目前來看,CTP 結構已經成為主流,畢竟甯德時代在最新的市場調查報告中顯示,其依舊以33.9%的全球市場份額衛冕動力電池冠軍。但是CTC無論是在外形、材質、組合形式上的一體化、集成化程度都更高,也是未來電池技術方案發展的重要方向,那麼未來動力電池結構之争究竟是 CTP一統江湖還是CTC 技高一籌呢?

CTP VS CTC

動力電池最常見的結構并非CTP與CTC,而是更為傳統的MTP結構。傳統電池包MTP是電池、模組成組電池包的形式,多個電芯組成一個模組,多個模組加上BMS、配重模塊等零部件則組合成電池包。在MTP結構下,電芯被外部結構件充分地保護所以結構強度好,成組難度小。但是,傳統的MTP結構對于電池包的空間利用率極低,僅為40%,其中電芯對模組的空間利用率也隻有80%,模組對電池包的空間利用率為50%,所以随着市場對新能源汽車需求的不斷提升(續航),MTP結構已無法滿足智能汽車的發展需求。

動力電池ctb是什麼(動力電池結構之争)1

2019年9月,甯德時代全球首款CTP電池包量産下線,搭載于北汽EU5。比亞迪緊随其後,于 2020年3月發布其創新技術刀片電池。此後國内外整車廠、電池廠在CTP技術上各顯神通,推出了不同的代表作品。

CTP相較于MTP省去了中間模組環節,CTP技術是将電芯直接成組為Pack,省去組裝為傳統模組這一步驟,先将電芯集成到電池包内,再安裝到車身上,本質是為了提高能量密度和降本。目前主要有兩種思路,一是将Pack看成是一個完整大模組替代内部多個小模組的結構,逐步減少端側闆等結構件的方式,以甯德時代為代表;二是設計時即考慮采用無模組方案,以電池本身作為強度的參與件去設計,以比亞迪刀片電池為代表。

動力電池ctb是什麼(動力電池結構之争)2

而CTC本質上就是底盤平台化的思路,理論上電量能在現有底盤技術上提升5%,持續提高汽車電氣化程度。CTC電池集成方案主要有兩種,第一種是電池包底盤集成,是直接将電池包集成到底盤框架中,從而代替地闆,或者直接使用乘員艙地闆作為電池的上蓋,實現車身地闆和底盤一體化設計;第二種是電池單體底盤集成,是将電池單體的殼體焊接或者膠粘,連接到底盤結構上,改變了電池的制造形式。前者可靠性高,後者集成優勢明顯但技術難度大且無法換電。

其實CTP與CTC是各有優勢也各有短闆,CTP 方案直接将單體電芯組成一個或幾個陣列(模組),安裝到電池包中,大幅減少了模組的數量,免去了先形成模組再安裝成電池包的過程和其中的成本,形成電池包後可安裝至新能源汽車上。使用 CTP 技術後,提高了電池包的空間利用率,提升了體積能量密度,減少了不必要的模組零部件,但對技術能力的要求提高,安全性能不如模組疊加的組合方式。而CTC方案的優勢則是更高度的一體化與集成化所帶來的容量提升與空間利用率的提升,當然也有不容忽視的短闆——安全與成本。

一體化、集成化

根據未來新能車的市場空間和CTP/CTC 的滲透速度,預計CTP/CTC 的市場空間及其變化。我們預計2024年,CTP和CTC滲透率能達到 90%,預計 2022至2027年CTP和CTC裝機量持續提升,合計将于2025年超越千萬輛,而無論是CTP方案還是CTC方案,一體化、集成化都是其發展的方向。

電池包技術從 MTP 發展到 CTC,零件的外形、材質、組合形式等都伴随電池集成技術的進步發生了改變,整體的方向是一體化、集成化。獨立的零件變少,幾個零件統一集成到一個零件中去,形成尺寸更大、功能多元的大零件。零件方面的變化帶來供應商的改變,市場格局也将被重塑。

随着未來 CTP 或者 CTC 的普及,系統的集成度越來越高,将會加大膠的用量,CTP 預計用量水平翻倍。pack 裡面常見的膠分三種:導熱膠,結構膠,密封膠。用量最大的是結構膠,凝固之後能夠提供一定強度,作為結構支撐;導熱膠用來傳導電芯或模組之間的發熱,與水冷系統接觸;密封膠水在接口密封,價值量含量最低。塗膠的難點是電池制造環境,核心是塗膠路徑和工藝參數的設計。一般導熱膠優先塗在底部,結構膠塗抹根據設計來定。伴随電池包結構的變化,水冷系統也随之發生變化,一是水冷闆從之前的單一結構變成集成化結構,比如沃爾沃 CTC 技術路線中,冷卻技術上采用的是底部一體式水冷闆技術。二是電池之間增加雲母闆或隔熱墊,在整個熱管理系統中發揮其絕緣性強、耐高溫的作用,比如特斯拉的 4680 CTC 技術中,箱體底部就運用了雲母闆方案。

目前,特斯拉采用 4680 CTC,以電池上蓋代替座艙地闆,殼體焊接橫梁增加強度;BYD 将電池車身一體化技術稱為 CTB,将電池上蓋與車身地闆進一步合二為一,電池包托盤構成蜂窩狀結構,與刀片電池結合加強側向吸能和抗沖擊力,由此可見一體化、集成化是未來動力電池的發展趨勢。

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