CTP技术虽然有利于提升电池包性能,但要完全没有模组,就当前动力电池水平而言,依然存在些许风险。
在新能源汽车中,电池包提供动力源,其能量密度、安全性、使用寿命等直接影响整车的使用成本和安全性。
通常而言,电池包分为电池模组和电池箱体两部分,其中电池模组置于电池箱体。因此要提高新能源汽车续航里程,需要电池包轻量化。
一般思路是在电池模组或箱体上进行减重设计,但受限于电池包功能和机械强度要求,会遇到一些技术瓶颈。
因此如何实现电池包轻量化,又能满足其连接强度等要求,成为研究重点。
据了解,有特斯拉、宁德时代、比亚迪、蜂巢能源等公司先后开发CTP技术,提升电池包性能。其中典型代表有宁德时代和比亚迪。
2019年,宁德时代率先采用全新CTP技术的无模组电池包。表示在成本上,CTP电池包体积利用率提高了15%-20%,零部件数量减少40%,生产效率提升了50%,投入应用后将大幅降低动力电池的制造成本。
比亚迪规划到2020年,其磷酸铁锂单体能量密度将达到180Wh/kg以上,系统能量密度也将提高到160Wh/kg以上。这很可能采用CTP集成技术,通过提高电池包空间利用率及系统能量密度来实现。
由此可见CTP技术能让电池生产更简单高效,成本更低。缘由是CTP技术省去电池模组过程,直接由电芯集成电池包,能大量减少使用冗余部件。
不过就目前CTP技术而言,并不是完全没有模组,而是使用大模组或不用模组等形式。
有业内人士告知,CTP技术虽然有利于降低电池包价格,但要真正的完全没有模组,实现所有电池在内部进行串并联。
这一点就当前锂电技术而言,风险还比较高。现在较好的办法,依然是提高单体电池的能量密度。
关于CTP技术,高工锂电查阅到宁德时代和比亚迪申请的电池包专利,从中可看出CTP技术设计电池包的思路及差异。
宁德时代:套筒式连接电池包
如图1至图4所示,每个电池模组11均包括框架111和容置于框架111内的多个电池单体112,相邻的框架111之间固定设置有上述套筒12,该套筒12具有用于穿设固定件的通道124,固定件穿过上述通道124,组装成电池包1,随后在安装梁13作用下,固定于整车内。
值得一提的是,宁德时代申请的电池包专利取消了现有技术中的电池箱体。直接将电池模组通过固定件穿过套筒或者利用安装梁直接装在整车内。