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    關于CTP電池包

    放大字體  縮小字體 發布日期:2019-10-25  來源: 汽車商業評論
      9月29日,有某動力電池公司股民在該公司股吧留言:你們在CTP電池包方面技術開發有沒有安排?相關技術開發進展到哪一步?什么時候可以裝車?
     
      如此直擊靈魂的三連問,隔著屏幕都能感受到這位股民內心的焦慮。他的焦慮,應該跟三日前的一個發布會有關。
      9月26日,北汽集團黨委書記、董事長徐和誼(右)和寧德時代董事長曾毓群共同為首款CTP電池包揭幕(左)
     
      9月26日,北汽新能源與寧德時代在北京召開發布會共同宣布,全球首款CTP電池包正式亮相,并搭載到北汽新能源EU5上。該車的動力電池系統能量密度水平達200Wh/kg,比傳統電池包高出一大截。
     
      CTP到底是何方神圣?相比傳統的電池包結構,CTP電池包有何不同?它會給新能源汽車行業帶來怎樣的改變?
     
      真正實現CTP應該是固態電池
     
      電動汽車上搭載的電池包,一般是由電芯集成為模組,再把模組裝到電池包里。而CTP,即Cell to Pack,是由電芯直接集成為電池包,省去了電池模組。
     
      在一家新能源車企負責電池業務的曾浩告訴汽車商業評論,目前的CTP方案也并不是沒有模組,而是有大模組和完全無模組兩種形態。
     
      對于方形電池包,可能是從單排的布置變成雙排的布置,從小模組變成大模組。對于軟包電池包,可能一個電池包里頭就4個大模組,這種叫柔性軟包大模組。“這種電池包里仍然有模組存在,只不過比歐洲VDA標準化模組的尺寸要大。”
     
      2018年2月正式實施的《GB/T 34013-2017  電動汽車用動力蓄電池產品規格尺寸》國家標準,對圓柱、方形、軟包電池單體以及電池模組,給出了推薦規格尺寸。
     
      另外,德國汽車工業聯合會制定的車用動力電池尺寸VDA標準也廣泛被國內動力電池企業采用。
     
      而CTP方案意味著,在傳統的標準化模組之外,大模組甚至無模組電池包也開始實際搭載到新能源乘用車車上。
     
      今年2019法蘭克福國際車展,寧德時代展出了CTP動力電池開發平臺。在北汽新能源EU5上應用,是該平臺在乘用車上首次落地。
      蜂巢能源的CTP產品
     
      蜂巢能源也在法蘭克福車展展出了自己的CTP電池包。蜂巢內部人士告訴汽車商業評論,他們的CTP電池包也是完全無模組和大模組兩種形態都有。
     
      某動力電池企業總經理張毅認為,因為沒有了標準模組的限制,相比目前常見的小模組電池包,CTP電池包廣泛適用于不同車型。
     
      在曾浩看來,未來真正實現CTP,應該是固態電池。電池包里頭就一個或幾個模組,但是可以實現把所有的電芯在內部進行串并聯,而這一點是現在的鋰離子電池沒法做到的。
     
      他解釋道,“因為電池包內部要求的電壓一旦超過一個數值,電解液就會分解,而固態電池因為沒有液態電解質,所以可以在內部進行串并聯,做到48伏、96伏甚至更高電壓都沒問題。”
     
      量大才劃算
     
      CTP電池包省下了一些內部結構組件,相當于提高了電池包體積的利用率,間接地就提高了系統能量密度。
      根據寧德時代的數據,較傳統電池包而言,其CTP電池包體積利用率提高了15%-20%,零部件數量減少40%,生產效率提升了50%,投入應用后將大幅降低動力電池的制造成本。
     
      更重要的是,在能量密度上,傳統的電池包能量密度平均為140-150Wh/kg,而CTP電池包能量密度可達到200Wh/kg以上。
     
      此外,曾浩表示,CTP電池包的散熱比目前小模組電池包要好。
     
      因為傳統的電池包模組非常緊湊,又想提升能量密度,所以電池包就做得很大,這樣本可以增加的隔熱或絕緣材料的空間就被擠占了。“如果把它變成一個大PACK,這樣空間省出來之后,像氣凝膠或云母片都很容易添加。”
     
      不過,以往的小模組,如果有電芯壞掉,更換那顆電芯所在模組即可。而CTP電池包里面萬一壞了,維修成本會比一般電池包高。
     
      這樣,CTP電池包就對電芯的產品一致性提出了更高要求。
     
      曾浩表示,目前他們自己研發的電池包已經搭載到數百輛車上,還沒有發生過一起因為電池單體損壞造成電池不能用的情況。他認為,“電池包的質量跟大小模組沒有關系,關鍵還是看電芯本身的一致性。”
     
      對于車型來說,因為結構更加緊湊,體積可以做得更加小,CTP電池包的適應性更強。
     
      不過,張毅表示,采用CTP技術,電池未來開發的靈活性要受限。“一旦這個東西定型之后,PACK就不能有大的改動。因為改動會帶來成本增加,意味著配一款車就要重新做一遍模組的實驗,做一遍電池包的實驗。”
     
      而小模組方案因為模組本身已經做過驗證了,只不過根據不同的容量需求,增加一個模組還是減少一個模組而已,相對于CTP方案,開發工作量要小很多。
     
      因此,張毅認為,“如果量小的話,做大模組就沒有意義。但是反過來講,如果量特別大,做CTP是最劃算的。”
     
      關鍵在電芯而非模組
     
      其實,這種CTP電池包也并非新物種,大巴車上早就搭載過。有動力電池從業者甚至表示,這個東西“不神奇”,“就是大巴那個東西弄了個神奇的英文縮略詞顯得高大上一些”。
     
      只不過,這種電池包以前在乘用車上少有。那現在為什么在乘用車上逐漸有了應用呢?
     
      曾浩告訴汽車商業評論,因為對于這種CTP方案,目前電池供應商和新能源車企都有需求。
     
      因為PACK要比模組要賺錢,而電池供應商只有轉變為CTP方案,之后才有機會去做整個PACK。電動汽車面臨成本壓力和能量密度壓力,而CTP方案正好為降本增效提供了一個解決思路。
     
      根據曾浩的說法,CTP方案能把動力電池系統能量密度提升10%-15%,另外還有5%-10%的降本空間。
     
      不過,他也表示,動力電池要提高能量密度,主要還是從電芯正極材料上做文章,結構的優化只是輔助手段。
     
      通過結構的優化來提升能量密度的空間是有限的。在最近的工信部新能源車型推薦目錄中,已經有采用傳統小模組電池包而系統能量密度達到180Wh/kg的車型,與CTP電池包的能量密度差距并不大。
     
      張毅也持有類似觀點,他說:“降低成本,提升密度,核心還是在電芯本身,而不在于模組。”
     
      他所在的公司在原來的標準化模組之外,也已經有了CTP方案,計劃在下一代電池包上采用。而且,他還表示,基本上動力電池企業也都有相關技術的儲備。
     
      那么,未來,這種CTP電池包會逐漸替換傳統小模組電池包嗎?
     
      曾浩認為,還不一定,因為大小模組各有利弊。張毅認為,這個問題還需要等待市場驗證。
     
    關于我們:中國化學與物理電源行業協會(China Industrial Association of Power Sources,縮寫:CIAPS) 是由電池行業企(事)業單位自愿組成的全國性、行業性、非營利性的社會組織。協會成立于1989年12月,現有530多家會員單位,下設堿性蓄電池與新型化學電源分會、酸性蓄電池分會、鋰電池分會、太陽能光伏分會、干電池工作委員會、電源配件分會、移動電源分會、儲能應用分會、動力電池應用分會和電池隔膜分會等十個分支機構。
    本會專業范圍包括:鉛酸蓄電池、鎘鎳蓄電池、氫鎳蓄電池、鋅錳堿錳電池、鋰一次電池、鋰離子電池、太陽電池、燃料電池、鋅銀電池、熱電池、超級電容器、溫差發電器及其他各種新型電池、電池系統解決方案,以及各類電池用原材料、零配件、生產設備、測試儀器和電池管理系統等。

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