2024年4月1日发(作者:广汽三菱欧蓝德报价及图片价格)
锂电池新技术CTP和CTC专题分析报告
电池系统技术升级双头并进:CTP结构渐成主流,CTC蓄势待发
电池包是电动车的动力来源,最小的单元是电芯。现阶段市场中存
在两种主要的结构方式MTP(ModuletoPack)和CTP(CelltoPack),
而CTC(CelltoChassis)作为最新一代电池系统技术,在特斯拉、比
亚迪、零跑、宁德时代等企业的助力加持下,2022年正在逐渐从开发
设计走向量产。
传统电池包MTP:强度高,比能低
传统电池包MTP即是电池、模组成组电池包的形式,多个电芯组成
一个模组,多个模组加上BMS、配重模块等零部件则组合成电池包。在
MTP结构下,电芯被外部结构件充分的保护所以结构强度好,成组难度
小。电芯对于电池包的空间利用率仅为40%,其中电芯对模组的空间利
用率为80%,模组对电池包的空间利用率为50%,模组的硬件费用约占
电池总成本的15%。
早期的电池包采用传统的MTP技术,需要依次完成电芯→模组→电
池包→车身的集成。整车要想在有限的底盘空间尽可能装载电量,提
高体积利用率,需要考虑每个集成步骤标准化的可行性,大众率先推
行模组的标准化。大众的第一个标准是355模组,其中355代表了电
池模组的毫米长度。随着对续航里程需求的提升,能够提高空间利用
率的390、590模组被提出。单个电池模组的体积不断增大,带动了
CTP方案的出现。
在德国汽车工业联合会制定的标准(VDA)中定义了方形电池、圆
柱电池以及软包电池对应不同类型电动车的尺寸要求,车型包括HEV
(混合动力)、PHEV(插电式混合动力)以及EV(纯电动车)。这就
是通常所称的VDA电芯,在此基础上开发的标准化模组称为VDA模组。
目前在欧洲车厂还是以模组设计作为核心方案,国内主流动力电池为
方形电池,常见的VDA模组有355、390、590模组等。动力电池1.0
时代采用VDA标准化模组,电池包开发简单,1.0时代标准化模组结构
性强,模组通用性强,售后维修方便。但VDA标准化模组受限于模块
化的电量和电压平台,无法随意进行电量和电压配组,且零部件多,
模组成本高。
无模组电池包CTP:份额快速提升,渐成主流技术
CTP相较于MTP省去了中间模组环节,CTP技术是将电芯直接成组
为Pack,省去组装为传统模组这一步骤,先将电芯集成到电池包内,
再安装到车身上,本质是为了提高能量密度和降本。目前主要有两种
思路,一是将Pack看成是一个完整大模组替代内部多个小模组的结构,
逐步减少端侧板等结构件的方式,以宁德时代为代表;二是设计时即
考虑采用无模组方案,以电池本身作为强度的参与件去设计,以比亚
迪刀片电池为代表。
2019年9月,宁德时代全球首款CTP电池包量产下线,搭载于北
汽EU5。比亚迪紧随其后,于2020年3月发布其创新技术刀片电池。
此后国内外整车厂、电池厂在CTP技术上各显神通,推出了不同的代
表作品。
借力LFP电池,宁德时代与比亚迪两大动力电池巨头的CTP技术已
经在2021年新能车销量TOP10中渗透了4成。宁德时代CTP配套已蔚
来 ES6、小鹏G3、小鹏P7,还将为蔚来ET7、荣威RES33及哪吒多款
今年上市或未来上市的新车型提供相关技术。比亚迪爆款车型秦Plus、
汉EV和DM-i系列也陆续上市,2022年计划推出不少于20款新车,包
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