有效降低电池成本 解析动力电池CTP技术
[爱卡汽车 新能源频道 原创]
2020年，在经历了不到十年的犹如坐过山车一般的发展之后，新能源汽车行业进入了新阶段，当下最明显的变化就是补贴的退场，这就意味着从下游主机厂到上游电池生产厂，都要在一段时间内将降低成本放在重要的位置。新能源汽车尤其是纯电动车，最大的成本来源于动力电池，占据到乘车成本的40%左右，因此在不大幅度影响续航的条件下，有效降低电池成本就显得非常关键，甚至能在行业转型阶段决定着一个车企的生死存亡。
点击任意图片，进入图集浏览2019年一纸令下，新能源汽车补贴大幅度缩减。
目前有两种能比较有效地降低动力电池成本的方式，一是改变电芯材料，例如用磷酸铁锂电池替代三元锂电池，另一种则是在电池封装技术上进一步突破。于是，CTP就这样进入了大家的眼帘。CTP是一种电池封装技术，全称是Cell To Pack，从字面理解就是从电芯（Cell）直接组成（To）电池包（Pack）。
传统方式生产电池包面临许多问题。
大家都知道电动汽车身上的电池包是由电芯构成，但在CTP技术出现之前，电芯想要变成电池包，首先得组成模组（Module），才能进行下一步打包，即Cell-Module-Pack，一共有三个步骤。模组简单理解就是将电芯及若干零部件组合在一起，构成一个模块。模组的存在主要是为了降低提高电芯打包成电池包的效率，并且有利于维修。不过随着单车携带电量的增加，标准化电芯的数量也越来越多，像特斯拉Model X(参数|询价)就搭载了7000多枚圆柱形电芯，模组数量也随之增加，这使得零部件增多，造成重量和成本的上升。
Model 3(参数|询价)电池模组数量较之前车型有明显下降。
CTP技术则是通过减少甚至放弃模组的使用，来为电池包减负。其实CTP技术并不是一个全新的名词，特斯拉Model 3就使用了类似的技术，通过将模组加大，使得电池包内模组数量减少至四个（此前车型模组在10个以上），不仅提升了系统能量密度，还令电池成本降低了35%。
宁德时代的CTP技术最近也随着与特斯拉的“无钴电池”合作成为了热门。
在去年德国法兰克福国际车展上，宁德时代正式推出了自家的CTP技术，通过减少、省略模组，直接将大量的电芯串并联在一起，根据公布的信息来看，电池包内大概存在两个以上的大尺寸模组。官方宣称其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，大幅降低动力电池的制造成本。
虽然宁德时代的CTP很火，不过国内较早发布CTP技术的厂商另有他人，蜂巢能源就是其中一家。与宁德时代的方案有些不同，蜂巢能源的CTP技术包括无模组方案和大模组方案两种。蜂巢能源方面透露，相比传统的590模组，第一代CTP电池包将减少24%零部件数量，电池成本降低0.1元/Wh。第二代CTP将提升5%-10%重量成组效率，提升5%空间利用率，进一步减少22%的零部件数量，电池成本降低0.21元/Wh。
此外，国内动力电池巨头比亚迪也推出了自家的CTP方案，官方称之为“刀片电池”。这种电池依然是其方壳电池的延续，基于磷酸铁锂电池，把电芯做得更长更薄，因此得名刀片电池。目前比亚迪在刀片电池方面大概有5种不同的规格，长度从435mm到2500mm，排列时长边与底板接触，竖在包体内。比亚迪汉即将搭载自家的“刀片电池”，能量密度增加 50%，续航里程有望达到 605km，同时成本减少 30%。
在体积相同的情况下，比亚迪刀片电池由于省去了电池包内的紧固件和电池管理系统，包体内空间利用率能较传统电池包提升20%。并且值得注意的是，比亚迪刀片电池电芯不仅足够薄，并且窄边长度很小，这意味着可以将电池包高度控制在理想范围内，有利于电池包平铺于底盘。
编辑点评：CTP其实并非是一个高深的技术，核心是为电池包内零部件做精简，方法则是减少模组的使用，让电芯直接打包成电池包。从现有的资料来看，CTP技术能够有效减轻电池包重量，提升系统能量密度，将电池成本，很符合未来行业的发展趋势。同时我们也要注意到，由于CTP技术减少了模组的使用，这使得电池包的强度受到影响，对电芯的一致性要求更高，更加考验生产方的制造能力，并且提升了后期的维修拆解难度，有可能会增加消费者维修成本及电池回收成本。
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生效日期：2017年5月9日
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