鉅大LARGE | 點擊量:1560次 | 2019年12月11日
電池的未來屬于CTP?
導(dǎo)讀:CTP是一種Cell To Pack的電池成組技術(shù),其優(yōu)勢在于整合從電芯生產(chǎn)到車企PACK成組兩個過程。對于這一點,寧德時代的一組數(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%。
(來源:微信公眾號“電池聯(lián)盟” ID:zgcbcu 作者:子蕊)
一般動力電池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,特斯拉申請了一項新專利,允許電池廠直接將單個電池并聯(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力電池模塊。
特斯拉還為這個組裝專利設(shè)計了新的冷卻方法,可以使用來冷卻的液體直接經(jīng)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(xiàn)降溫。
寧德時代、蜂巢能源也在研發(fā)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(fā)。
在今年的法蘭克福國際車展上,寧德時代展示了最新研發(fā)的CTP動力電池開發(fā)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。
寧德時代和北汽新能源發(fā)布全球首款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(fā)該類型的電池包。
那么,CTP有什么優(yōu)勢,讓鋰電巨頭們爭先布局呢?
CTP的優(yōu)勢何在?
綜合看來,特斯拉和寧德時代都希望把電芯CELL制造和PACK制造這兩個完全獨立的生產(chǎn)流程,結(jié)合成一個過程,來達到讓電池的生產(chǎn)更加簡便高效,并且成本更低的目的。
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里。CTP則省去了電池模組,由電芯直接集成為電池包。
實踐證明,取消模組后的效果還是不錯的:寧德時代的數(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(shù)量減少40%。
而特斯拉最初要采用10多個模組,現(xiàn)在的 Model 3,只使用了4個大尺寸模組,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(diào)的是,目前的CTP方案也并不是完全沒有模組,而是分大模組和完全
無模組兩種形式。
未來屬于CTP?
CTP的優(yōu)勢毋庸置疑:第一,和現(xiàn)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,使用范圍廣泛。
第二,因為少了一些內(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,電池包的質(zhì)量跟大小模組并沒有關(guān)系,關(guān)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),他認為,CTP技術(shù)價格優(yōu)勢會吸引更多多的車企和整車廠,畢竟對磷酸鐵鋰電池領(lǐng)域來說,電池包的價格能降低0.1元/Wh已經(jīng)算不少了。
還有專家表示,未來真正實現(xiàn)CTP,應(yīng)該是固態(tài)電池。原因是電池包里頭就一個或幾個模組,但是可以實現(xiàn)把所有的電芯在內(nèi)部進行串并聯(lián),而這一點是現(xiàn)在的鋰離子電池沒法做到的。
平心而論,通過改變電池包結(jié)構(gòu),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(shù)的發(fā)展一直先前的,將來也會有適合各類電動汽車的電池出現(xiàn),讓我們拭目以待!
原標題:電池的未來屬于CTP?