寧德時代

半個月被兩家外國車企相中，寧德時代CTP技術有何魔力？

第一電動大牛作者電動勢 2022-05-27 08:40

據寧德時代官方微信號5月13日消息，寧德時代與泰國Arun Plus有限公司（Arun Plus）簽署戰略合作備忘錄，雙方將在東盟地區就電池相關業務開展合作，進一步增強雙方在電池行業的競爭優勢。

根據協議，寧德時代將授權ArunPlus使用CTP（高效成組）技術，雙方將在泰國乃至全球范圍內推進CTP技術的落地應用。Arun Plus和寧德時代將向Horizon Plus和其他電動汽車品牌供應電池產品。Horizon Plus是Arun Plus和富士康的合資企業，計劃于2024年在泰國生產電動汽車。

5月25日，寧德時代與歐洲電動客車企業 Solaris 公司達成合作。寧德時代將為 Solaris 的巴士產品提供采用 CTP（高效成組）技術的磷酸鐵鋰電池，推動歐洲巴士的電動化。據悉，Solaris是歐洲公共汽車和無軌電車制造商之一，為歐洲數百座城市提供市內交通服務。

1、何謂CTP？

CTP技術全稱為Cell To Pack，也叫無模組技術，電芯直接集成到電池包內。現有的電池包結構，通常由“電芯-模組-整包”的三級結構組成。若干個電芯組合在一起，被稱為“模組”；若干個模組組合在一起，再加上BMS、配電模塊等零部件，就成為“電池包”。

比如特斯拉是將7000多支電芯預先集成若干個模塊，最后安裝在電池箱體內部。通過這種模組工藝大大降低了裝配復雜程度，生產效率也得以提升。此外，模塊化設計有利于動力電池維修保養，方便更換模塊，但問題是模組的應用增加許多其他零部件，致使電池包的質量增加、成本增加。

CTP現有兩種不同的技術路線。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，以寧德時代電池為代表。

2、寧德時代首推CTP電池包

早在2019的德國法蘭克福國際車展上，寧德時代就推出了全新的CTP高集成動力電池開發平臺，并在同年與北汽新能源共同推出全球首款CTP電池包。

2022年3月26日，寧德時代首席科學家吳凱在2022中國電動汽車百人會發言指出，寧德時代推出了第三代CTP技術的麒麟電池，其系統重量、能量密度及體積能量密度繼續引領行業最高水平。在相同的化學體系、同等電池包尺寸下，麒麟電池包的電量，相比4680系統可以提升13%。吳凱也暗示到 2023 年將看到一次充電可實現 1000 公里（621 英里）續航里程的量產系統，新的CTP 技術在未來的重要性會大幅提升。

CTP 技術從概念提出到實際落地，再次成為大家關注的熱點。

眾所周知，中國新能源汽車市場在過去幾年中受到政策補貼的影響，經歷了一定的爆發性增長。但是在2019年整體乘用車車市低迷的大背景之下，加上新能源政策補貼退坡所帶來的負面影響，新能源汽車市場高增長勢頭遇阻。在后補貼時代，企業將面臨巨大壓力，降本增效技術將驅動新能源汽車進一步發展，提升產品競爭力。

新能源汽車成本組成

作為電池行業的龍頭老大，電池成本占整個新能源車的40%。為了降本增效，寧德時代率先提出CTP技術。與傳統的電池相比，CTP電池組的容量利用率增加15%～20%，零部件的數量減少了40%，生產效率提升了50%，電池的能量密度提高10%～15%，成本降低10%。

那么寧德時代的CTP技術是如何助力新能源車的呢？CTP電池包又有何不同?它又會給新能源汽車行業帶來怎樣的改變呢?下面來一一解析。

3、寧德時代CTP技術

如圖所示，寧德時代CTP技術電池包包括兩個以上的電池模組，是將一個大的模塊通過若干個塑料散熱片分割成小空間，這些塑料散熱片可以像電腦硬盤一樣插入小空間。

去掉電池模塊，將電池直接集成到電池組中，可以提高電池組的空間利用率，減輕電池組的質量，提高能量密度，降低電池的制造成本。

電池組由至少兩個大模塊組成，每個模塊通過緊固件連接到電池托盤上，最后將電池組固定到不同的橫梁上。相鄰的框架之間固定設置有套筒；所述套筒具有用于穿設固定件的通道；固定件用于將電池包固定于整車，在實現電池包輕量化的同時，也提高了電池包在整車的連接強度。

CTP技術固然擁有很多優點，但仍然有些問題需要不斷改善。比如結構改變產生的碰撞問題，電池熱管理問題，以及售后維修問題等。

4、寧德時代的CTP技術又是如何解決這些問題的呢？

首先是電池碰撞安全。采用CTP技術的電池包，除去電池包的邊梁，電芯將直接承受碰撞的沖擊。寧德時代的電池包框架是鋁型材直接擠壓成型以增加強度。

電池包框架

其次是電池熱管理問題。熱管理直接影響到電池安全。寧德時代的各個模塊采用CTP技術，在殼體中部填滿導熱膠，在電芯側壁與殼體之間設有壓力或溫度傳感器，用于檢測電池的形狀變化和溫度變化，以消除電池的故障，并提前測量熱逃逸現象。

最后是售后成本。以往的小模組中如果有電芯壞掉,更換那顆電芯所在模組即可。而CTP電池包里面萬一有電芯壞了, 是不是要整個電池包替換呢？這樣CTP電池包就對電芯的產品一致性提出了更高要求。電池生產與電池使用的一致性一直是一個難以解決的問題。電源包由數百個不同的電池組成，輸出由最差的電池決定。如何監控并控制每個電芯的充放電狀態對電池管理系統BMS提出了更高的要求。而寧德時代擁有多年的生產電池技術積累，可以更好與CTP技術融合。

5、寧德時代第三代CTP

寧德時代最新的 CTP 3.0 提供兩個版本，用于LFP（磷酸鐵鋰）和NCM（三元鋰）電池，提供極具競爭力的能量密度：

LFP：

重量能量密度 ≥ 160 Wh/kg

體積能量密度 ≥ 290 Wh/L

NCM：

重量能量密度 ≥ 250 Wh/kg

體積能量密度 ≥ 450 Wh/L

CTP 3.0由平臺電芯模塊、可拓展電氣模塊、柔性可拓展熱管理模塊和柔性可拓展箱體模塊組成，其中的電芯模塊依然采用了方形電池的形式，這樣能夠更好利用整個電池組所占據的空間。相比特斯拉4680電池的圓柱體，理論上CTP 3.0方形電池在單位體積的能量密度上占優。

寧德時代CTP 3.0

為了優化降低電芯之間熱蔓延的風險，提高安全性。此次發布的CTP 3.0技術，對于電芯的電氣和熱管理兩大模塊進行了升級。同時推出了一個模塊化CTP系統，根據車輛類型，該系統可以使用 1、2 或 3 個 CTP 包。單塊電池可以提供200公里左右的續航，適配大部分純電平臺開發的車型。可以自由組合選擇一塊、兩塊或者三塊電池包，按實際需求進行組合，靈活匹配不同里程的需求。首次采用無線BMS技術，換電塊外部只有高壓正負接口，大幅提高插拔部件的可靠性。