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1.從 CTM 到 CTP、CTC——電芯集成方式的革新。 傳統的集成方式是 CTM，即“Cell to Module”，它代表的是將電芯集成在模組上的集成模式，該種配置方式的空間利用率只有 40%。CTP的全稱是“Cell to Pack”，即跳過標準化模組環節，直接將電芯集成在電池包上，較傳統體積利用率提高 15-20%，零件-40%，生產效率+50%，能量密度 200Wh/kg+。CTC 是“Cell to Chassis”的簡稱，即電芯直接集成于車輛底盤的工藝。以特斯拉為例，計劃 22 年用在柏林工廠的 Model Y 上。特斯拉在電池日的報告中預測，隨著 CTC 技術的應用，每 GWH 投資將減少 55%，占用空間也將減少 35%。 2. CTB——實現電池車身一體化的新型電芯集成方式。 CTB（Cell to Body）是比亞迪新提出的一種全新的電芯集成方式，實現從車身一體化向電池車身一體化的轉變。將電芯集成于電池上蓋，再將電池包作為整體，風險可控。CTB 大幅提升車輛各方面性能，比亞迪海豹四驅版實現了 12.7kWh 的百公里能耗，車身扭轉剛度可以輕松超過 40000N·m/°。 3.兩個 CTC 代表案例：特斯拉與零跑。 特斯拉采用 CTC+一體壓鑄，可省 370 個零件，車重-10%，度電成本-7%。電池結構體積-10%，續航+15%。以 4680 為例：正極朝上，從車身橫向布置，側面冷卻；膠粘劑填充。零跑方案增設模組這一環節，從數據來看，這套方案有效地提升了車輛的各項表現。根據愛卡汽車數據，這套 CTC 方案將零部件數量減少 20%，結構件成本減低 15%，整車剛度提高 25%，高度集成化和模塊化。 4.趨勢猜想：主機廠集成化的 CTC 與 CTB 是大趨勢。 模塊化與集成化的不同暗含著補能方式的區別：模塊化 CTP 換電與集成化 CTC/CTB 快充。類比手機電池，早期手機電池可拆卸更換占主流，但隨著智能手機的不斷發展，消費者對厚度、重量、性能等方面需求上升，最終走向集成化不可更換電池并發展出快充。因此，我們猜想集成化程度更高的 CTC/CTB 電池將占主流。 1．從 CTM 到 CTP、CTC——電芯集成方式的革新 在電動汽車領域中，電池的應用可以分為電池的設計、加工、正極材料、負極材料以及最后的組裝部分。其中在最后的組裝方面，電芯的集成方式是一直以來的一大發展重點。
傳統的集成方式是 CTM，即“Cell to Module”，它代表的是將電芯集成在模組上的集成模式。模組是針對不同車型的電池需求不同、電池廠家的電芯尺寸不同而提出的發展路徑，有助于規模經濟的形成與產品的統一。過去幾年電池系統集成化的重點就是不斷提升標準化電池模組的尺寸，如比較典型的是 355、390、590 模組。總的配置方式是：電芯-模組-PACK-裝車。這種方法帶來了一個問題，即模組的存在占體積，該種配置方式的空間利用率只有 40%。這很大程度地限制了其他部件的空間。
CTP 的全稱是“Cell to Pack”，即跳過標準化模組環節，直接將電芯集成在電池包上，有效提升了電池包的空間利用率和能量密度。該集成方式最早由寧德時代在 2019年提出，此后比亞迪、蜂巢能源等陸續發布了各自的 CTP 方案。其中比較具有代表性的是比亞迪的'刀片'電池，它將單個電芯通過陣列的方式排布在一起形成陣列，然后像“刀片”一樣插入到電池包里，這也是大家稱之為“刀片電池”的原因。
從產品的性能來看，CTP 方式較傳統體積利用率提高 15-20%，零件-40%，生產效率+50%，能量密度 200Wh/kg+。比亞迪的刀片電池正是基于 CTP 集成模式得以達到60%的空間利率，進而得到大規模的商業應用。而寧德時代也在官網中披露，通過高集成結構設計，提升電池包體積利用率。從第一代 CTP 到最新的第三代麒麟電池，電池包體積利用率從 55%提升到 67%。
CTC 是“Cell to Chassis”的簡稱，即電芯直接集成于車輛底盤的工藝。它進一步加深了電池系統與電動車動力系統、底盤的集成， 減少零部件數量，節省空間，提高結構效率，大幅度降低車重，增加電池續航里程，被認為是新能源汽車下一個階段的關鍵核心技術。在 2020 年 9 月，特斯拉在電池日發布了 CTC 技術。將電芯或模組安裝在車身，連接前后車身鑄件，并在電池上蓋取代座艙底板。該技術計劃 22 年用在柏林工廠的 Y 上。特斯拉在電池日的報告中預測，隨著 CTC 技術的應用，每 GWH 投資將減少 55%，占用空間也將減少 35%。
來源：海通國際 |
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