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動力鋰電池無模組技術能成為主流嗎?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2024年08月02日  

CATLCTP電池包


動力鋰電池系統如何降低成本?


增大電芯、結構件輕量化、提高自動化效率……


還有一個方法,取消電池模組。


在2019年德國法蘭克福國際車展上,CATL推出了全新的CTP高集成動力鋰電池開發平臺(CellToPack),即電芯直接集成到電池包。


CATL并非國內第一個公布CTP技術的公司。早在七月九日,蜂巢能源就公布了該技術,此外國內還有比亞迪也在研發。


業內人士對CTP安全性、壽命、售后以及梯次利用提出了一些疑慮。不過,根據《電動汽車觀察家》的了解,電池公司對上述問題也找出了應對措施。


下面我們就來詳細了解下,CTP到底是怎么樣的技術?為何會有那么多電池公司選擇這一技術?未來這一技術能否成為新趨勢?


1、模組有什么用?


既然說是取消模組直接集成到電池包,那么就要弄清楚模組的用途。


所謂模組,就是將部分相關零部件構成一個模塊,也可以理解為一個零部件集合、總成的概念。例如傳統車輛的前端散熱器模塊,電子行業也會有功能集成模塊叫做模組。在電池包這一領域,將若干電芯、導電排、采樣單元及一些必要的結構支撐部件集成在一起構成一個模塊,也叫模組。


三元動力鋰電池模組


早期部分動力鋰電池包采用圓柱電芯,例如TSLA采用7000多個電芯,假如直接組裝到電池箱體內部,其裝配復雜程度會大大新增,生產效率也會非常低,因此將部分電芯進行預先集成就變得十分重要。這也是電池模組出現的重要原因之一。


模組的另一個優勢在于,模塊化設計后便于售后維修,可以實現單個模塊或模組的更換。


正如硬幣的兩面,模組的應用也不得不新增部分額外的零部件,并且模組數量越多,附加零部件就會越多。這些額外新增的零部件都會導致電池包的成本、重量上升。


和此類似的是TSLA。最初TSLA采用10多個模組,如今在Model3上面僅用了4個大尺寸模組,大大減少了冗余部件。此外,大容量方形鋁殼電芯的應用,電芯技術革新、生產一致性提高也為去模組供應了機遇。


2、CTP降本、提密度優勢明顯


取消模組到底能出現怎么樣的效果?


CATL的數據顯示,CTP電池包體積利用率提高了15%-20%,電池包零部件數量減少40%,生產效率提升了50%,電池包能量密度提升了10%-15%,可達到200Wh/kg以上,大幅降低動力鋰電池的制造成本。


CATLCTP介紹


蜂巢的數據是,和傳統590模組相比,CTP第一代減少24%的零部件,第二代成組效率提升5-10%,空間利用率提升5%,零部件數量再減少22%。


蜂巢能源CTP介紹


僅從兩組宣傳數據,很難看出兩者技術的優劣,但兩家CTP在減少零部件、提升能量密度方面,確實表現不錯。


無模組的另一優勢在于,產品生產流程的簡化。蜂巢能源相關人向《電動汽車觀察家》介紹說,傳統技術是電芯通過一定框架結構構成模組,模組要進行下線檢測,然后進行存儲,轉運。假如PACK和模組不在同一廠區,還要額外的存儲,進貨檢驗,上線檢驗等流程。這些工序過程都要投入人力、設備、場地等資源。


采用無模組方法可以有效縮短產線、減少過程浪費,電芯在線堆疊在線檢測,直接放入電池箱體,大大減少流轉過程,同時減少了傳統模組的邊框焊接工藝過程。這其中,單是焊接設備就要數百萬元。


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