1.從 CTM 到 CTP、CTC——電芯集成方式的革新。 傳統(tǒng)的集成方式是 CTM,即“Cell to Module”,它代表的是將電芯集成在模組上的集成模式,該種配置方式的空間利用率只有 40%。CTP的全稱是“Cell to Pack”,即跳過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化模組環(huán)節(jié),直接將電芯集成在電池包上,較傳統(tǒng)體積利用率提高 15-20%,零件-40%,生產(chǎn)效率+50%,能量密度 200Wh/kg+。CTC 是“Cell to Chassis”的簡(jiǎn)稱,即電芯直接集成于車輛底盤的工藝。以特斯拉為例,計(jì)劃 22 年用在柏林工廠的 Model Y 上。特斯拉在電池日的報(bào)告中預(yù)測(cè),隨著 CTC 技術(shù)的應(yīng)用,每 GWH 投資將減少 55%,占用空間也將減少 35%。 2. CTB——實(shí)現(xiàn)電池車身一體化的新型電芯集成方式。 CTB(Cell to Body)是比亞迪新提出的一種全新的電芯集成方式,實(shí)現(xiàn)從車身一體化向電池車身一體化的轉(zhuǎn)變。將電芯集成于電池上蓋,再將電池包作為整體,風(fēng)險(xiǎn)可控。CTB 大幅提升車輛各方面性能,比亞迪海豹四驅(qū)版實(shí)現(xiàn)了 12.7kWh 的百公里能耗,車身扭轉(zhuǎn)剛度可以輕松超過(guò) 40000N·m/°。 3.兩個(gè) CTC 代表案例:特斯拉與零跑。 特斯拉采用 CTC+一體壓鑄,可省 370 個(gè)零件,車重-10%,度電成本-7%。電池結(jié)構(gòu)體積-10%,續(xù)航+15%。以 4680 為例:正極朝上,從車身橫向布置,側(cè)面冷卻;膠粘劑填充。零跑方案增設(shè)模組這一環(huán)節(jié),從數(shù)據(jù)來(lái)看,這套方案有效地提升了車輛的各項(xiàng)表現(xiàn)。根據(jù)愛卡汽車數(shù)據(jù),這套 CTC 方案將零部件數(shù)量減少 20%,結(jié)構(gòu)件成本減低 15%,整車剛度提高 25%,高度集成化和模塊化。 4.趨勢(shì)猜想:主機(jī)廠集成化的 CTC 與 CTB 是大趨勢(shì)。 模塊化與集成化的不同暗含著補(bǔ)能方式的區(qū)別:模塊化 CTP 換電與集成化 CTC/CTB 快充。類比手機(jī)電池,早期手機(jī)電池可拆卸更換占主流,但隨著智能手機(jī)的不斷發(fā)展,消費(fèi)者對(duì)厚度、重量、性能等方面需求上升,最終走向集成化不可更換電池并發(fā)展出快充。因此,我們猜想集成化程度更高的 CTC/CTB 電池將占主流。 1.從 CTM 到 CTP、CTC——電芯集成方式的革新 在電動(dòng)汽車領(lǐng)域中,電池的應(yīng)用可以分為電池的設(shè)計(jì)、加工、正極材料、負(fù)極材料以及最后的組裝部分。其中在最后的組裝方面,電芯的集成方式是一直以來(lái)的一大發(fā)展重點(diǎn)。 傳統(tǒng)的集成方式是 CTM,即“Cell to Module”,它代表的是將電芯集成在模組上的集成模式。模組是針對(duì)不同車型的電池需求不同、電池廠家的電芯尺寸不同而提出的發(fā)展路徑,有助于規(guī)模經(jīng)濟(jì)的形成與產(chǎn)品的統(tǒng)一。過(guò)去幾年電池系統(tǒng)集成化的重點(diǎn)就是不斷提升標(biāo)準(zhǔn)化電池模組的尺寸,如比較典型的是 355、390、590 模組??偟呐渲梅绞绞牵弘娦?模組-PACK-裝車。這種方法帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題,即模組的存在占體積,該種配置方式的空間利用率只有 40%。這很大程度地限制了其他部件的空間。 CTP 的全稱是“Cell to Pack”,即跳過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化模組環(huán)節(jié),直接將電芯集成在電池包上,有效提升了電池包的空間利用率和能量密度。該集成方式最早由寧德時(shí)代在 2019年提出,此后比亞迪、蜂巢能源等陸續(xù)發(fā)布了各自的 CTP 方案。其中比較具有代表性的是比亞迪的'刀片'電池,它將單個(gè)電芯通過(guò)陣列的方式排布在一起形成陣列,然后像“刀片”一樣插入到電池包里,這也是大家稱之為“刀片電池”的原因。 從產(chǎn)品的性能來(lái)看,CTP 方式較傳統(tǒng)體積利用率提高 15-20%,零件-40%,生產(chǎn)效率+50%,能量密度 200Wh/kg+。比亞迪的刀片電池正是基于 CTP 集成模式得以達(dá)到60%的空間利率,進(jìn)而得到大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用。而寧德時(shí)代也在官網(wǎng)中披露,通過(guò)高集成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),提升電池包體積利用率。從第一代 CTP 到最新的第三代麒麟電池,電池包體積利用率從 55%提升到 67%。 CTC 是“Cell to Chassis”的簡(jiǎn)稱,即電芯直接集成于車輛底盤的工藝。它進(jìn)一步加深了電池系統(tǒng)與電動(dòng)車動(dòng)力系統(tǒng)、底盤的集成, 減少零部件數(shù)量,節(jié)省空間,提高結(jié)構(gòu)效率,大幅度降低車重,增加電池續(xù)航里程,被認(rèn)為是新能源汽車下一個(gè)階段的關(guān)鍵核心技術(shù)。在 2020 年 9 月,特斯拉在電池日發(fā)布了 CTC 技術(shù)。將電芯或模組安裝在車身,連接前后車身鑄件,并在電池上蓋取代座艙底板。該技術(shù)計(jì)劃 22 年用在柏林工廠的 Y 上。特斯拉在電池日的報(bào)告中預(yù)測(cè),隨著 CTC 技術(shù)的應(yīng)用,每 GWH 投資將減少 55%,占用空間也將減少 35%。
來(lái)源:海通國(guó)際 |
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來(lái)自: 孫鳳明 > 《動(dòng)力電池》