动力锂电池无模组技术能成为主流吗?

2024-08-02      159 次浏览

CATLCTP电池包


动力锂电池系统如何降低成本?


增大电芯、结构件轻量化、提高自动化效率……


还有一个方法,取消电池模组。


在2019年德国法兰克福国际车展上,CATL推出了全新的CTP高集成动力锂电池开发平台(CellToPack),即电芯直接集成到电池包。


CATL并非国内第一个公布CTP技术的公司。早在七月九日,蜂巢能源就公布了该技术,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,根据《电动汽车观察家》的了解,电池公司对上述问题也找出了应对措施。


下面我们就来详细了解下,CTP到底是怎么样的技术?为何会有那么多电池公司选择这一技术?未来这一技术能否成为新趋势?


1、模组有什么用?


既然说是取消模组直接集成到电池包,那么就要弄清楚模组的用途。


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。在电池包这一领域,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。


三元动力锂电池模组


早期部分动力锂电池包采用圆柱电芯,例如TSLA采用7000多个电芯,假如直接组装到电池箱体内部,其装配复杂程度会大大新增,生产效率也会非常低,因此将部分电芯进行预先集成就变得十分重要。这也是电池模组出现的重要原因之一。


模组的另一个优势在于,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,模组的应用也不得不新增部分额外的零部件,并且模组数量越多,附加零部件就会越多。这些额外新增的零部件都会导致电池包的成本、重量上升。


和此类似的是TSLA。最初TSLA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应用,电芯技术革新、生产一致性提高也为去模组供应了机遇。


2、CTP降本、提密度优势明显


取消模组到底能出现怎么样的效果?


CATL的数据显示,CTP电池包体积利用率提高了15%-20%,电池包零部件数量减少40%,生产效率提升了50%,电池包能量密度提升了10%-15%,可达到200Wh/kg以上,大幅降低动力锂电池的制造成本。


CATLCTP介绍


蜂巢的数据是,和传统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介绍


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,确实表现不错。


无模组的另一优势在于,产品生产流程的简化。蜂巢能源相关人向《电动汽车观察家》介绍说,传统技术是电芯通过一定框架结构构成模组,模组要进行下线检测,然后进行存储,转运。假如PACK和模组不在同一厂区,还要额外的存储,进货检验,上线检验等流程。这些工序过程都要投入人力、设备、场地等资源。


采用无模组方法可以有效缩短产线、减少过程浪费,电芯在线堆叠在线检测,直接放入电池箱体,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,单是焊接设备就要数百万元。


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