CTP、CTB、CTC 技術路線全梳理及發展前景對比
發布日期:2023-07-14 瀏覽次數:37
這幾年,電池結構演進成為電池企業技術發展的主流方向。以寧德時代、比亞迪和特斯拉為代表的企業,都在不斷改進電芯形狀和電池結構。
目前來看主要分為三代產品,CTP(Cell to Pack)、CTB(Cell to Body)和CTC(Cell to Chassis或Cell to Car),逐級發展集成度越來越高。今天就和大家聊一聊新能源動力電池MTP、CTP、CTB、CTC結構技術的發展情況以及他們相互的關系。
CTP、CTB、CTC 是什么?
將電芯裝到車上,以前的主流步驟是:電芯(Cell)→模組(Module)→電池包(Pack)→車身(Body/Chassis)。
CTP(Cell to Pack)就是將模組這一步給省掉。CTC(Cell to Chassis)/CTB(Cell to Body)是相似的,就是進一步地將電池包這一步給省掉。
傳統模式——CTP——CTC/CTB
表面上看,CTC/CTB技術更強一代,肯定比CTP技術強??!其實也不能完全這么看,就只說CTP技術,也分為一代二代三代,每一代的差別都很大。也就是說,高級的CTP技術,不一定遜色于初級的CTC/CTB技術。
技術好不好,關鍵還是要看效果。效果就是:省出了多少空間。
CTP,CTB,CTC 分別有什么區別和優劣勢?
▌CTP技術
CTP(Cell To Pack)技術,是對MTP技術一種精簡優化的一種技術,是一種無模組電池包結構技術,電池包又作為整車結構件的一部分集成到車身地板上。
這種方式減少了模組本身的側板、端板(模組結構件)和原本用于分隔模組以及幫助模組連接的橫梁、縱梁(電池包裝配支撐結構)等材料,整個電池結構極大簡化,利用空間得到釋放,同等尺寸的電池包容量得以擴展、電池組質量得以減輕,由此帶來電池能量密度的提高和成本的降低。
CTP技術現有兩種不同的路線。一是徹底取消模組的方案,以比亞迪刀片電池為代表;二是小模組整合為大模組的方案,以寧德時代CTP技術為代表。
最早是在2019年9月份,由中國寧德時代公司提出的,經過這幾年的研究,CTP技術已經提升到了CTP3.0技術了,就是大家所稱的麒麟電池。通過結構優化麒麟電池體積利用率提升了72%,相比于特斯拉的體積利用率提高了63%,搭配三元鋰電芯系統能量密度可達255Wh/kg(較特斯拉4680電池提升約13%),能輕松讓電動車實現1000km續航,并能支持4C充電倍率。
▌CTC/CTB技術
CTB,全稱CelltoBody,是比亞迪在發布海豹時講述的概念。核心特點是指將車身地板與電池上蓋合二為一,這樣體積利用率提升至66%,垂直空間增加10mm。
此外,零跑也在C01上市講述了最新的CTC技術,但實際上仍然包含模組結構,不過也仍然為為電池布置空間增加14.5%,車身垂直空間增加10mm。
所以說,特斯拉或者零跑的CTC,與比亞迪CTB,其實是異曲同工之妙,都是將電池結構的一部分與整車的內飾地板做整合,從而實現高度集成化,減少零部件開發,增大車內空間。同時電池作為車身剛度支撐的一部分,讓整車剛度進一步提升。
CTC開發還有較多難點,比如其對電芯一致性的要求更高,電芯由于充放電膨脹造成的形變和散熱性能變差,強度和剛度系統設計都需系統性開發,還需要我們有待觀察。
哪個更有發展前景?
從目前來看,趨勢上一定是朝向高度集成化、減少零部件,帶來更大空間,減少成本等方向發展。但是CTC/CTB這種直接與底盤進行整合的方式,對于換電來說是不可能實現的,如果說換電技術的持續發展,從目前來看會成為促進CTP進一步優化的出發點。
在汽車上,走高度集成的路線不止是電池系統,也見于新能源車的各個方面,比如新能源車的電子電氣架構(EEA)的集成。
隨著智能自動駕駛和智能座艙的發展,傳統的基于ECU的分布式電子電氣架構勢必要向域集中的電子電氣架構發展。汽車芯片通過整合,比如將從多個ECU收集的數據在同一個域控制器中統一處理,比如將上百個ECU濃縮到數個DCU或MCU里面。
EEA的發展,從分布式到域集中到域融合,到車載電腦和區域導向架構,到最終的車輛云計算的電子電氣架構,實際也是走著高度集成化的道路。
所以我們看到,CTP只是一種電池包技術,CTC和CTB則是一類整車技術。雖然從集成度來說,CTB要稍遜于特斯拉的CTC方案,也就是說比亞迪的制造成本會略高于特斯拉。但是在結構安全和可維修性方面,比亞迪的CTB還是要更為出色,顯然這種方案對用戶更有利。
因此,CTC和CTB并不是CTP的重點,而兩者所帶來的結構價值,也會有所差異。
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