电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
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宁德时代CTP电池组
动力电池系统要怎么样降低成本?
增大电芯、结构件轻量化、提高自动化效率……
还有一个办法,取消电池模组。
在2019年德国法兰克福国际车展上,宁德时代推出了全新的CTP高集成动力电池开发平台(CellToPack),即电芯笔直集成到电池组。
宁德时代并非国内第一个发布CTP技术的企业。早在7月9日,蜂巢能源就发布了该技术,此外国内还有比亚迪也在研发。
业内人士对CTP安全性、寿命、售后以及梯次利用提出了一些疑虑。不过,依据《电动车观察家》的知道,电池企业对上述问题也找出了应对措施。
下面我们就来具体知道下,CTP究竟是怎么样的技术?为什么会有那么多电池企业选择这一技术?将来这一技术能否成为新趋势?
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模组有哪些用?
既然说是取消模组笔直集成到电池组,那么就要弄清楚模组的作用。
所谓模组,就是将部分相关零部件构成一个模块,也可以理解为一个零部件集合、总成的概念。例如传统车辆的前端散热器模块,电子行业也会有功能集成模块叫做模组。在电池组这一范畴,将若干电芯、导电排、采样单元及一些必要的结构支撑部件集成在一起构成一个模块,也叫模组。
三元动力电池模组
早期部分动力电池组采用圆柱电芯,例如特斯拉采用7000多个电芯,如果笔直组装到电池箱体内部,其装配复杂程度会大大增加,加工效率也会非常低,因此将部分电芯进行预先集成绩变得十分紧要。这也是电池模组萌生的紧要原由之一。
模组的另一个优点在于,模块化设计后便于售后维修,可以实现单个模块或模组的更换。
正如硬币的两面,模组的使用也不得不增加部分额外的零部件,并且模组数量越多,附加零部件就会越多。这些额外增加的零部件都会导致电池组的成本、重量上升。
与此类似的是特斯拉。最初特斯拉采用10多个模组,如今在Model3上面仅用了4个大尺寸模组,大大减少了冗余部件。此外,大容量方形铝壳电芯的使用,电芯技术革新、加工一致性提高也为去模组提供了机遇。
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CTP降本、提密度优点分明
取消模组究竟能萌生怎么样的效果?
宁德时代的数据显示,CTP电池组体积利用率提高了15%-20%,电池组零部件数量减少40%,加工效率提升了50%,电池组能量密度提升了10%-15%,可达到200Wh/kg以上,大幅降低动力电池的制造成本。
宁德时代CTP解析
蜂巢的数据是,与传统590模组相比,CTP第一代减少24%的零部件,第二代成组效率提升5-10%,空间利用率提升5%,零部件数量再减少22%。
蜂巢能源CTP解析
仅从两组宣传数据,很难看出两者技术的优劣,但两家CTP在减少零部件、提升能量密度方面,实在表现不错。
无模组的另一优点在于,产品加工流程的简化。蜂巢能源相关人向《电动车观察家》解析说,传统技术是电芯通过一定框架结构构成模组,模组要进行下线测试,然后进行存储,转运。如果PACK与模组不在同一厂区,还需要额外的存储,进货检验,上线检验等流程。这些工序过程都需要投入人力、设备、场地等资源。
采用无模组方案可以有效缩短产线、减少过程浪费,电芯在线堆叠在线测试,笔直放入电池箱体,大大减少流转过程,同时减少了传统模组的边框焊接工艺过程。这其中,单是焊接设备就需要数百万元。
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