十大動(dòng)力電池集成技術(shù),，你更看好誰(shuí)？

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近年來(lái)，隨著新能源汽車的快速蓬勃發(fā)展，動(dòng)力電池技術(shù)和相關(guān)集成管理技術(shù)層出不窮,、節(jié)節(jié)開(kāi)花,，如新材料技術(shù)（無(wú)鈷材料等）,、新工藝技術(shù)（刀片電池等）、新集成技術(shù)（CTP等）,、新管理技術(shù)（彈匣電池等）匯聚了材料廠,、電池廠和整車廠的最新研發(fā)應(yīng)用成果。

本文整理簡(jiǎn)單介紹 10種電池包集成和管理技術(shù),，并公開(kāi)分享,。

最傳統(tǒng)的電池包集成技術(shù)是CTM（Cell To Module），首先將若干電芯串并聯(lián)組成模組,，然后將模組裝配到電池包內(nèi),，最后將電池包集成到汽車底盤(pán)。

傳統(tǒng)電池包集成方式

在動(dòng)力電池應(yīng)用于新能源汽車的早期階段,，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),，電池、模組,、電池包尺寸五花八門,，導(dǎo)致電芯開(kāi)發(fā)成本極高，并且不方便更換和維護(hù),。到后來(lái),，人們發(fā)現(xiàn)了每輛車可以利用的空間位置具有一定的共性，根據(jù)這些空間尺寸,，推算出模組的尺寸范圍,，從而希望實(shí)現(xiàn)電芯尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化。

2008年,，大眾汽車全面進(jìn)軍電動(dòng)化,，在實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化過(guò)程中率先推出了標(biāo)準(zhǔn)化模組,。第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是355模組（355代表模組長(zhǎng)度，每排可放置3個(gè)模組）,，為了提高續(xù)航里程,，減少零部件和增加空間利用率，進(jìn)一步降低成本,，又推出了390模組（每排放置3個(gè)模組,，模組更長(zhǎng)更緊湊）和590模組（每排放置2個(gè)模組，集成效率更高）,，單個(gè)模組的體積在逐漸增大,。

標(biāo)準(zhǔn)模組尺寸和外形示意圖

采用590模組的大眾汽車ID.3電池包

在CTM結(jié)構(gòu)下，電芯被模組等結(jié)構(gòu)件保護(hù)較好,，電池包強(qiáng)度高,，成組難度小。但電芯組裝為模組空間利用率為80%,，模組集成為電池包空間利用率為50%,，最終電芯集成為電池包后空間利用率僅40%，隨著新能源汽車的快速普及以及鋰離子電池性能的極致開(kāi)發(fā),，在電池應(yīng)用層面,，電池包集成效率亟待提升，大模組化,、去模組化,、車身一體化技術(shù)成為主流趨勢(shì)。

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1,、CATL的CTP

2019年9月,，寧德時(shí)代全球首款CTP（Cell To Pack）電池包正式發(fā)布，將搭載于北汽EU5車型上,。相比傳統(tǒng)電池包,，采用全新CTP技術(shù)的電池包體積利用率提高15%~20%，零部件數(shù)量減少40%,，生產(chǎn)效率提升50%,，系統(tǒng)成本降低10%。在能量密度上,，CTP電池包可高達(dá)200Wh/kg,，相比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)高30%以上，可以大幅提升電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航能力,。

寧德時(shí)代第一代CTP電池包

CTP技術(shù)包括兩個(gè)思路：一是大模組化,，二是無(wú)模組化，寧德時(shí)代本次發(fā)布的CTP屬于大模組化技術(shù),，其核心邏輯是提高單體電芯的容量,，同時(shí)將多個(gè)電芯堆疊組成更大的電池模組,，從而大大減少模組數(shù)量，減少零部件數(shù)量,，從而實(shí)現(xiàn)能量密度提升和成本降低的目標(biāo),。

CTP技術(shù)路線

CTP技術(shù)除了采用大電芯組成大模組外，通常還會(huì)對(duì)模組之間的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,，減少零部件和簡(jiǎn)化裝配工藝過(guò)程,。

寧德時(shí)代“套筒式”模組連接方式

雖然CTP電池包具有適用性強(qiáng)、空間利用率高,、成本低,、散熱性能好等優(yōu)勢(shì)，但由于木桶效應(yīng),，電池包整體性能將取決于組成電池包最差電芯的性能,，因此，CTP結(jié)構(gòu)對(duì)電芯一致性提出了更高的要求,，此外,，如果出現(xiàn)電池故障需要更換，維修的便利性和成本都更高,。

2,、TESLA的CTC

2020年“電池日”上，特斯拉首次公布CTC（Cell To Chassis）技術(shù),，Elon Musk表示，CTC集成技術(shù)配合前后車身一體化壓鑄技術(shù),，可以減少約370個(gè)零部件,，實(shí)現(xiàn)車身減重10%，每千瓦時(shí)電池成本降低7%,。

CTC技術(shù)路線

CTC技術(shù)省去了從電芯到模組,，再到電池包的兩個(gè)裝配過(guò)程，直接將電池集成到車身底盤(pán),。CTC技術(shù)的本質(zhì)是將電池包上殼體和車身下地板合二為一,，座椅直接安裝在電池包上蓋上，電池包既是能量提供裝置,，又是整車結(jié)構(gòu)部件,。

特斯拉Model Y車型CTC技術(shù)方案

為了解決電池包隔熱問(wèn)題，特斯拉在電池包內(nèi)部灌滿了膠,，防止熱量向車內(nèi)傳導(dǎo),，同時(shí)，由于汽車側(cè)面是碰撞薄弱點(diǎn),，特斯拉在靠近車身門檻兩側(cè)灌膠更多,，膠層更厚,，當(dāng)汽車發(fā)生側(cè)面碰撞時(shí)可以對(duì)內(nèi)部電池起到較好的緩沖保護(hù)作用。

特斯拉Model Y灌膠示意圖

CTC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是明顯的,，由于越過(guò)了“模組”和“電池包”兩級(jí)裝配過(guò)程,，直接將電池集成到車身地板上，將大大節(jié)省空間,，或者說(shuō)在相同空間內(nèi)可以容納更多電池,，從而提升了續(xù)航能力，同時(shí),，零部件和結(jié)構(gòu)件也大大減少,，降低了重量、簡(jiǎn)化了流程,、節(jié)約了成本,，灌膠方案對(duì)電池“化零為整”，大大提高了車身的剛度,。但CTC結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)也很突出,，一方面對(duì)單體電池一致性提出了很高的要求，另一方面,，由于電池整體集成在車身地板,，且有膠水相互粘連，幾乎不可能進(jìn)行維修,，維修成本極高,。

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3、國(guó)軒高科JTM

2021年1月8日,，國(guó)軒高科在合肥召開(kāi)第十屆科技大會(huì),，會(huì)上發(fā)布了210Wh/kg磷酸鐵鋰軟包電芯及JTM（Jelly Roll To Module）電池技術(shù)。據(jù)稱,，采用JTM集成技術(shù)可以將模組成組效率提高到90%以上,，搭配其高比能磷酸鐵鋰電池，可以做到模組能量密度近200Wh/kg,，系統(tǒng)能量密度180Wh/kg,，超過(guò)了NCM622三元體系水平，可滿足高端乘用車的續(xù)航需求,。

JTM技術(shù)路線

JTM與其他電芯集成技術(shù)最大的不同在于,，其他集成技術(shù)都是基于電芯為最小單元，而JTM以卷芯為最小單元,，在電芯內(nèi)部并,、串聯(lián)集成，與刀片電池較為類似，但刀片電池內(nèi)部為一個(gè)整體,，而JTM可以想象成將刀片電池內(nèi)部分成了幾段,，正因?yàn)槠洹叭嶂袔�剛”的特性，�?guó)軒高科內(nèi)部又稱JTM電池為“變形金剛式的柔性模組”,。

2022年6月17日,，國(guó)軒高科JTM電池發(fā)明專利獲得國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授權(quán)。其描述的JTM電池制作流程大致是：

1）將至少一個(gè)卷芯進(jìn)行并聯(lián)層疊,，然后分別對(duì)正極耳群和負(fù)極耳群進(jìn)行集中焊接,；

2）用膠紙將多個(gè)并聯(lián)的卷芯固定，然后將極耳卡扣在導(dǎo)電組件的L型彎折部進(jìn)行焊接固定,；

3）兩側(cè)的導(dǎo)電組件中間密封固定有絕緣袋,，在卷芯整體裝入鋁殼之前，通過(guò)注液孔對(duì)并聯(lián)卷芯進(jìn)行注液,；

4）通過(guò)導(dǎo)電連接片將多個(gè)并聯(lián)卷芯依次順序串聯(lián),，最后將其整體裝配入鋁殼中。

極耳和導(dǎo)電組件連接示意圖

JTM電池三維示意圖

JTM電池將單卷芯在鋁殼內(nèi)部進(jìn)行并,、串聯(lián),，減少了外部連接件的數(shù)量，能量密度更高,，成本更低,，且工藝簡(jiǎn)單，易形成標(biāo)準(zhǔn)化,，而且各單卷芯能夠相互獨(dú)立,，出現(xiàn)熱失控時(shí)不會(huì)相互蔓延，進(jìn)一步延遲了熱失控的發(fā)生,，提高了電池安全性能,。

4、廣汽埃安的彈匣電池

2021年3月10日,，廣汽埃安重磅發(fā)布全球首創(chuàng)第一代彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)，由于采用了類似彈匣安全艙的設(shè)計(jì),，故而簡(jiǎn)稱“彈匣電池”,，實(shí)現(xiàn)了行業(yè)首次三元鋰電池整包針刺不起火，宣稱重新定義了三元鋰電池主動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn),，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝,，系統(tǒng)體積能量密度提升9.4%（302Wh/L），系統(tǒng)質(zhì)量能量密度提升5.7%（185Wh/kg）,，成本降低了10%,。

彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)

從材料層級(jí)來(lái)看，三元鋰電池雖然具有更高的能量密度,，但其安全性能相比磷酸鐵鋰更差成為了消費(fèi)者購(gòu)買新能源汽車的主要疑慮,。三元材料熱穩(wěn)定性差,，在200℃左右就會(huì)發(fā)生分解，釋放O2,，而磷酸鐵鋰在700℃以上才會(huì)分解,，由于存在穩(wěn)固的P-O鍵，磷酸鐵鋰熱分解不會(huì)釋放O2,，因此,，三元鋰電池在發(fā)生熱濫用、針刺等極端測(cè)試時(shí),，更容易起火,、爆炸。

三元鋰電池?zé)崾Э劓準(zhǔn)椒磻?yīng)過(guò)程

那么,，廣汽埃安是如何實(shí)現(xiàn)三元鋰電池針刺不起火的呢,？

據(jù)悉，彈匣電池技術(shù)基于“防止電芯內(nèi)短路,，短路后防止熱失控,，以及熱失控后防止熱蔓延”的設(shè)計(jì)思路，主要包括四大核心技術(shù)：

1）超高耐熱穩(wěn)定的電芯

正極材料采用納米級(jí)包覆及摻雜技術(shù),，實(shí)現(xiàn)材料本征改性和表面修飾結(jié)合,，有效提升材料熱穩(wěn)定性和防止熱失控；電解液采用能對(duì)SEI膜進(jìn)行自修復(fù)的新型添加劑,，改善電芯循環(huán)壽命,；通過(guò)添加特殊電解液添加劑，當(dāng)電池溫度升高到120℃時(shí),，自發(fā)聚合形成高阻抗薄膜,，大幅降低熱失控反應(yīng)產(chǎn)熱，使電芯耐熱溫度提升了30%,。

2）超強(qiáng)隔熱電池安全艙

通過(guò)網(wǎng)狀納米孔隔熱材料和可耐1400℃高溫的上殼體,，彈匣電池構(gòu)筑了超強(qiáng)隔熱的安全艙，當(dāng)單個(gè)電芯發(fā)生熱失控時(shí),，確保熱量不會(huì)蔓延至相鄰電芯,，引起連環(huán)失控。

3）極速降溫三維速冷系統(tǒng)

通過(guò)全貼合液冷系統(tǒng),、高速散熱通道,、高精準(zhǔn)的導(dǎo)熱路徑設(shè)計(jì)構(gòu)建三維速冷系統(tǒng)，彈匣電池實(shí)現(xiàn)了散熱面積提升40%,，散熱效率提升30%,，有效防止熱失控和熱蔓延。

4）全時(shí)管控第五代電池管理系統(tǒng)

采用車規(guī)級(jí)最新一代電池管理系統(tǒng)芯片，實(shí)現(xiàn)10次/s全天候數(shù)據(jù)采集,，對(duì)電池系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,。當(dāng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)溫度超高時(shí)，可立即啟動(dòng)電池速冷系統(tǒng)為電池降溫,。

彈匣電池四大核心技術(shù)

彈匣電池通過(guò)安全技術(shù)升級(jí),，實(shí)現(xiàn)了三元鋰電池整包不起火，對(duì)三元鋰電池在新能源汽車中的應(yīng)用具有重要的推動(dòng)作用,，在系統(tǒng)層面較好的解決了三元鋰電池的安全問(wèn)題,。

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5、東風(fēng)“三不”電池

2021年3月17日,，東風(fēng)汽車旗下高端電動(dòng)車品牌嵐圖汽車舉辦了“三元鋰電池安全技術(shù)分享會(huì)”,，首次展示了嵐圖FREE（純電版）的電池包、車體結(jié)構(gòu),、電氣系統(tǒng)的安全技術(shù),，并對(duì)電池包的安全技術(shù)進(jìn)行了全方位的解讀。

三元鋰電池包具有能量密度高,、低溫性能好,、倍率性能好等特點(diǎn)，但相應(yīng)的熱穩(wěn)定性更差,，需要進(jìn)行更好的安全防護(hù)和熱管理,，既要滿足高能量，又要滿足高安全,，對(duì)電池技術(shù)帶來(lái)極大挑戰(zhàn),。

而嵐圖FREE采用三元鋰電池作為動(dòng)力系統(tǒng)，卻可以做到整包“不冒煙,、不起火,、不爆炸”，被媒體稱為“三不”電池,。此前廣汽埃安的彈匣電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了三元鋰電池整包在熱失控狀態(tài)下“不起火,、不爆炸”，但嵐圖FREE又在彈匣電池的基礎(chǔ)上做到了“不冒煙”,，似乎意味著三元鋰電池的系統(tǒng)安全技術(shù)又上升了一個(gè)新臺(tái)階,。

圖 嵐圖FREE三元鋰電池技術(shù)亮點(diǎn)

據(jù)悉，嵐圖汽車采用了三大安全技術(shù)：?jiǎn)误w電芯三維隔熱墻設(shè)計(jì),、電池安全監(jiān)測(cè)和預(yù)警模型、電池PACK設(shè)計(jì),。

1）單體電芯三維隔熱墻設(shè)計(jì)

隔熱墻技術(shù)是嵐圖汽車三元鋰電池?zé)崾Э亍安幻盁煛钡氖讋?chuàng)核心技術(shù),，其原理是在電池包內(nèi)，使用超強(qiáng)高分子隔熱阻燃材料，將每個(gè)電芯分離,，在電芯與電芯之間形成高效的阻熱阻燃隔熱層,，并且單獨(dú)三維立體包裹，如同“琥珀”一樣,。當(dāng)某個(gè)單體電芯發(fā)生熱失控時(shí),，三維隔熱墻的存在可以避免熱蔓延到周圍其他電芯，進(jìn)而防止出現(xiàn)連環(huán)熱失控,，同時(shí),，每一個(gè)電芯底部都與高效液冷系統(tǒng)接觸，保證電池包具有穩(wěn)定的散熱能力,，而在電芯頂部,，還額外布置了可耐1000℃高溫的隔熱阻燃層，保護(hù)車內(nèi)人員安全,。

圖 “三維隔熱墻”技術(shù)詳情

2）電池安全監(jiān)測(cè)和預(yù)警模型

嵐圖在對(duì)電池包原有溫度電壓預(yù)警基礎(chǔ)上,，搭建了精確的電池安全監(jiān)測(cè)和預(yù)警大數(shù)據(jù)模型，追蹤每一臺(tái)車,、每一塊電池的使用數(shù)據(jù),，并將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)與云端大數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)對(duì)比，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí),，嵐圖會(huì)通過(guò)云端APP推送及車輛的預(yù)警系統(tǒng),，提醒用戶。

圖 嵐圖BMS云端衛(wèi)士

3）電池PACK設(shè)計(jì)

在被動(dòng)安全上,，嵐圖對(duì)電池結(jié)構(gòu)進(jìn)行了五大設(shè)計(jì)：車身防護(hù),、高強(qiáng)框架、壓力傳遞,、形變吸能,、電池雙保險(xiǎn)。

圖 嵐圖電池PACK方案

a）車身防護(hù)：在車門門檻位置,，采用雙層結(jié)構(gòu)的1500MPa超高強(qiáng)度熱成型鋼,，前后車身內(nèi)部，采用行業(yè)最高等級(jí)的2000Mpa熱成型鋼,，防止車輛發(fā)生膨脹或側(cè)翻時(shí)擠壓電池,，從而保證電池的完整性。

b）高強(qiáng)框架：通過(guò)高強(qiáng)度鋁合金框架,、多條加強(qiáng)筋強(qiáng)化其耐撞性,，根據(jù)測(cè)試結(jié)果，高強(qiáng)框架可以抵御20噸力的擠壓,。

c）壓力傳遞：在電池包內(nèi)部設(shè)計(jì)多條縱橫加強(qiáng)梁,，使得電池包受到外力時(shí)層層分解,，從而保護(hù)內(nèi)部電芯。

d）形變吸能：嵐圖對(duì)電池包預(yù)設(shè)了超過(guò)30mm的形變吸能空間,，在電池包受撞擊變形時(shí),，保護(hù)內(nèi)部電芯。

e）電池雙保險(xiǎn)：電芯雙極均設(shè)置有防爆閥,，當(dāng)電池內(nèi)部壓力增大時(shí),，防爆閥被沖開(kāi)，避免電池發(fā)生爆炸,。

6,、長(zhǎng)城汽車的大禹電池

2021年6月29日，長(zhǎng)城汽車咖啡智能2.0升級(jí)發(fā)布會(huì)在保定哈弗技術(shù)中心舉行,，會(huì)上正式發(fā)布了“大禹電池”,，自稱“永不起火、永不爆炸”,。據(jù)介紹,，大禹電池的命名主要是因?yàn)槠浒踩�保障的原理采用了大禹治水的“變堵為疏”理念，采用多梯次換流系統(tǒng),、快速極冷抑制系統(tǒng),、多級(jí)定向排爆系統(tǒng)、滅火盒系統(tǒng)來(lái)從PACK層級(jí)保障電池安全,。

圖 長(zhǎng)城汽車展示的大禹電池整包

大禹電池采用高鎳811三元材料,，熱失控引發(fā)方式為加熱，實(shí)驗(yàn)中最高溫度超過(guò)1000℃,，但全程無(wú)起火爆炸,，并且大禹電池排除的煙氣溫度低于100℃。

大禹電池“變堵為疏”的理念包含了哪些技術(shù)元素呢,？據(jù)了解,，大禹電池主要從熱源隔斷、雙向換流,、熱流分配,、定向排爆、高溫絕緣,、自動(dòng)滅火,、正壓阻氧、智能冷卻八個(gè)方面提升三元鋰電池整包安全性能,。

圖 大禹電池設(shè)計(jì)理念

1）熱源隔斷

大禹電池之間采用隔熱性能良好,、又耐火焰沖擊的全新開(kāi)發(fā)的雙層復(fù)合材料取代傳統(tǒng)氣凝膠隔熱材料隔絕熱源，防止高溫傳導(dǎo)到周圍電芯引起連環(huán)反應(yīng),。在模組上方還布置了可耐1000℃高溫的隔熱材料,，保護(hù)駕乘人員的安全,。

2）雙向換流

通過(guò)對(duì)換流通道設(shè)計(jì)方案模擬仿真，實(shí)現(xiàn)換流強(qiáng)度和比例的精準(zhǔn)優(yōu)化,，引導(dǎo)氣流和火流進(jìn)行雙向換流。

3）熱流分配

通過(guò)搭建燃燒模型,、熱力學(xué)與流體力學(xué)擬合仿真,、沖擊強(qiáng)度和壓力計(jì)算，實(shí)現(xiàn)氣火流在不同結(jié)構(gòu)通道內(nèi)的均勻分布,，為雙向換流起到了很好的輔助作用,。

4）定向排爆

大禹電池設(shè)計(jì)了防爆閥，當(dāng)電池內(nèi)壓增大時(shí),，防爆閥優(yōu)先打開(kāi),，產(chǎn)生的火焰或氣流進(jìn)入模組上方預(yù)設(shè)的流道，將其定向排出遠(yuǎn)離相鄰電芯,。

5）高溫絕緣

在高壓線束銅排表面涂抹了一層耐高溫絕緣材料,，防止出現(xiàn)高壓電弧造成額外傷害。

6）自動(dòng)滅火

高壓氣流和火流被引導(dǎo)到電池包尾部的蜂窩狀滅火盒中,，由于蜂窩狀結(jié)構(gòu)的多孔性和多層隔熱屏阻隔了空氣的大空間流動(dòng),，使之成為尺度十分有限的微小空間，空氣的自然對(duì)流換熱難以開(kāi)展,，有效地阻礙了對(duì)流換熱的進(jìn)行,，從而可實(shí)現(xiàn)火焰快速抑制和冷卻。

7）正壓阻氧

在電池包尾部設(shè)計(jì)了多層不對(duì)稱蜂窩狀通道,，保證電池包內(nèi)壓始終大于外界,，避免吸入氧氣導(dǎo)致火勢(shì)變大。

8）智能冷卻

當(dāng)BMS或智能云端監(jiān)測(cè)到電芯熱失控時(shí),，智能調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)的流速和流量,，從而給電芯降溫，將事故扼殺在搖籃中,。

根據(jù)長(zhǎng)城汽車的規(guī)劃,，“大禹電池”將率先搭載在沙龍品牌的第一款車型上。從2022年開(kāi)始這一電池技術(shù)將全面覆蓋長(zhǎng)城旗下的所有車型,。

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7,、MTC

2022年4月25日，零跑汽車開(kāi)展以“智能時(shí)代,，源力覺(jué)醒”為主題的智能動(dòng)力CTC技術(shù)線上發(fā)布會(huì),，首次公開(kāi)了其最新研發(fā)的CTC技術(shù)（零跑官宣CTC，嚴(yán)格講應(yīng)該是MTC,，即Module To Chassis）,。

圖 MTC技術(shù)路線

據(jù)悉,，零跑汽車MTC底盤(pán)一體化技術(shù)可使零部件數(shù)量減少20%，結(jié)構(gòu)件成本降低15%,，電池布置空間增加14.5%,，車身垂直空間增加10mm，綜合工況續(xù)航增加10%,，該技術(shù)將在零跑純電動(dòng)汽車C01車型率先量產(chǎn)應(yīng)用,，續(xù)航里程將達(dá)到700km。

圖 零跑MTC底盤(pán)布置示意圖

如果將特斯拉CTC技術(shù)比作目前的電池一體化手機(jī),，那么零跑MTC就好比原來(lái)的電池分離式手機(jī),，當(dāng)電池發(fā)生故障時(shí)，只需要取下更換即可,，非常方便,。

零跑汽車MTC技術(shù)保留了模組設(shè)計(jì)，將模組直接集成到汽車底盤(pán),。其最大的創(chuàng)新點(diǎn)在于,，首次將電池托盤(pán)骨架結(jié)構(gòu)和車身梁結(jié)構(gòu)合二為一形成雙骨架環(huán)形梁式結(jié)構(gòu)，既能提高整體結(jié)構(gòu)效率,，實(shí)現(xiàn)輕量化,，又能通過(guò)車身縱、橫梁實(shí)現(xiàn)電池密封,。

雙骨架環(huán)形梁式結(jié)構(gòu)：

零跑汽車通過(guò)在乘員艙底部開(kāi)設(shè)容納空間,，將模組從下往上通過(guò)栓接、膠接等固定方式懸吊在乘員艙底部,，再用電池托盤(pán)和車身地板密封,，取消了傳統(tǒng)電池包的上蓋板。

相比于特斯拉CTC技術(shù),，零跑汽車MTC似乎更是一個(gè)折中的技術(shù),，由于沒(méi)有取消模組結(jié)構(gòu)，因此集成效率,、成本方面仍有提升空間,，并且由于取消了傳統(tǒng)電池包的上蓋板，當(dāng)電池?zé)崾Э貢r(shí)對(duì)乘員艙威脅更大,，但由于電池托盤(pán)容易拆解,，當(dāng)需要維修時(shí)，不需要拆解車身地板和座椅,，更加的方便和快捷,，更是一種可行的量產(chǎn)化技術(shù)。

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8,、BYD的CTB

2022年5月20日,，比亞迪隆重舉辦CTB技術(shù)暨海豹預(yù)售發(fā)布會(huì),，會(huì)上，比亞迪全球首發(fā)了CTB車身一體化技術(shù)及搭載CTB技術(shù)的e平臺(tái)3.0純電動(dòng)車型—海豹,。

據(jù)介紹,，海豹搭載CTB技術(shù)后，其動(dòng)力電池系統(tǒng)利用率提升66%,，系統(tǒng)能量密度提升10%,，可以實(shí)現(xiàn)700km的續(xù)航里程，其動(dòng)力電池仍然采用刀片電池,，可以達(dá)到充電15min,，行駛300km的快充能力,。

圖 比亞迪CTB底盤(pán)一體化布置示意圖

實(shí)際上，比亞迪CTB技術(shù)與特斯拉CTC有點(diǎn)類似,，都是將電池上蓋板與車身地板合二為一,，即減少了一層地板,。但特斯拉電池上蓋板結(jié)合了座椅支架和橫向加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，而比亞迪橫向梁還保留在車身,，用于提供更好的側(cè)向強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)剛度（似乎特斯拉集成技術(shù)更像CTB,，而比亞迪集成技術(shù)更像CTC），因此,，CTB的集成度略遜于CTC,。

CTB技術(shù)依然采用了刀片電池陣列式排布方式，本身具有極好的安全性能,，并且電池包上蓋和電池托盤(pán)將刀片電池夾在中間,，形成了類蜂窩結(jié)構(gòu)，根據(jù)比亞迪發(fā)布的測(cè)試視頻,，電池艙可以承受50t重卡碾壓而裝回車身后仍可繼續(xù)使用,，因此，比亞迪海豹號(hào)稱是“撞不斷的電動(dòng)汽車”,。

CTB技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是高安全,、高強(qiáng)度、輕量化,、低成本,，其維修性比特斯拉CTC技術(shù)略好一些，但集成度方面相比CTC技術(shù)更保守,。

圖 搭載CTB集成技術(shù)的比亞迪海豹宣傳圖

9,、上汽的魔方電池

2022年6月13日，上汽乘用車MG品牌首次發(fā)布了“魔方電池”,，并亮相了搭載魔方電池的首款車型-MG MULAN,。據(jù)介紹,，魔方電池英文名是“ONE PACK”，采用了標(biāo)準(zhǔn)電池包,，長(zhǎng)度均為1690mm,，寬度均為1300mm，高度可選110mm,、125mm和137mm,，由于長(zhǎng)度和寬度固定，只需改變高度就能實(shí)現(xiàn)不同續(xù)航里程的需求,，由于電池包長(zhǎng)度和寬度相同,，魔方電池還采用了統(tǒng)一的電芯固定位置、統(tǒng)一的快換冷卻接口和統(tǒng)一的高低壓接口,，意味著魔方電池可以實(shí)現(xiàn)換電功能,。

圖 魔方電池統(tǒng)一的長(zhǎng)度和寬度

魔方電池最大的技術(shù)特點(diǎn)就是采用了躺式電芯的布置，而傳統(tǒng)的電池包都是立式布置或者側(cè)立布置,，魔方電池為何要“躺平”呢,？

躺式電芯布置

1）整車布置效率更高

電池的厚度更薄，躺平后的電池包厚度也更薄,，可以釋放更多的車內(nèi)空間,，超薄電池還可以降低整包質(zhì)心高度，能有效抑制車輛高速行駛時(shí)的側(cè)傾,，車身更加穩(wěn)定,。并且，電池躺平后,，上下兩塊電池之間不再布置隔熱材料,，而只需在左右電池中間設(shè)置隔熱材料，減少了材料數(shù)量和用量,。

2）循環(huán)壽命更長(zhǎng)

魔方電池設(shè)置了一個(gè)自適應(yīng)束縛裝置,，可以適應(yīng)電池使用過(guò)程和全壽命周期保持一致的約束力，而傳統(tǒng)的立式電池兩端具有強(qiáng)約束力,，長(zhǎng)期使用過(guò)程中會(huì)影響降低電芯約一半的循環(huán)壽命,。

3）安全性能更好

魔方電池躺式布置，電池?zé)崾Э貒娚淇谠陔姵貍?cè)邊,，不會(huì)向上噴射,，在一定程度上降低了駕乘人員的傷害，并且相鄰電芯接觸面積小,，降低了對(duì)周邊電芯的影響,。

在解決躺式電芯的熱失控和散熱方面，魔方電池采用了以下方案：

1）熱隔離擋板

躺式電芯熱失控時(shí)主要從側(cè)面噴射火焰，正對(duì)噴射口的其他電池可能被直接引燃,，魔方電池在其間布置了熱隔離擋板,，防止正對(duì)噴射口的電芯被引燃。

圖 躺式電芯之間的熱隔離擋板

2）立式冷卻系統(tǒng)

由于魔方電池躺平式電池結(jié)構(gòu),，為了保證每個(gè)電芯均勻散熱,，采用了立式冷卻結(jié)構(gòu)解決方案，即將本該站立的電芯躺平,，本該躺平的冷卻系統(tǒng)站立起來(lái),。

10、CALT的3.0麒麟電池

2022年6月23日,，寧德時(shí)代正式發(fā)布第三代CTP電池包技術(shù)-麒麟電池,，通過(guò)對(duì)電池包的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，將空間利用率從56%提高到72%,，宣稱在相同的尺寸和化學(xué)體系設(shè)計(jì)下,，其系統(tǒng)能量密度可達(dá)255Wh/kg，比特斯拉高出13%,，整車?yán)m(xù)航里程可輕松突破1000km，采用全球首創(chuàng)大面冷卻技術(shù),，麒麟電池支持5min快速熱啟動(dòng)及10min快速充電至80%SOC,，實(shí)現(xiàn)了續(xù)航、快充,、安全,、壽命、效率以及低溫性能的全面提升,，預(yù)計(jì)將于2023年量產(chǎn)上市,，首次搭載于吉利汽車旗下高端電動(dòng)汽車MPV—極氪009。

寧德時(shí)代三代CTP技術(shù)迭代對(duì)比

麒麟電池的結(jié)構(gòu)從上到下依次為：上蓋,、三合一彈性?shī)A層,、電池、托盤(pán),。創(chuàng)新重點(diǎn)之一是高度集成化的三合一彈性?shī)A層,，將結(jié)構(gòu)梁（縱橫梁）、隔熱墊和水冷板替換為彈性?shī)A層,，布置在每排電芯間,，同時(shí)起到結(jié)構(gòu)支撐、冷卻散熱,、電芯隔熱和膨脹緩沖四個(gè)功能,。

麒麟電池包爆炸圖

麒麟電池將本該放置在電芯底部的水冷板（彈性?shī)A層）豎直放置于電芯之間，增加了4倍換熱面積、大幅提高了散熱性能,，從而實(shí)現(xiàn)了電池的安全快充,。據(jù)寧德時(shí)代報(bào)告，麒麟電池可以做到4C快充技術(shù),，實(shí)現(xiàn)5分鐘熱啟動(dòng),、10分鐘快充至80%。

此外,，麒麟電池采用電芯倒置,，防爆閥朝下設(shè)計(jì)，當(dāng)電芯發(fā)生熱失控時(shí),，高溫氣流將向汽車底部噴射,，進(jìn)一步保護(hù)駕乘人員安全。

圖 麒麟電池排列方式

麒麟電池是寧德時(shí)代在現(xiàn)有的方形電池技術(shù)路線下,，通過(guò)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,，進(jìn)一步提升電池性能的重要方式。寧德時(shí)代采用了全球首創(chuàng)的電芯大面冷卻技術(shù),，取消了橫縱梁,、水冷板與隔熱墊原本獨(dú)立的設(shè)計(jì)，集成為多功能彈性?shī)A層,，實(shí)現(xiàn)了水冷,、隔熱、緩沖功能三合一,，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)集成度的較大提升,。

結(jié) 語(yǔ)

隨著新能源汽車目前的快速發(fā)展到未來(lái)的最終全面普及，將離不開(kāi)電池材料的持續(xù)創(chuàng)新和集成技術(shù)的不斷改進(jìn),，電池技術(shù)將始終聚焦于成本,、續(xù)航、安全,、快充等幾個(gè)方面,，只有這些核心指標(biāo)有了質(zhì)的飛躍，才有可能迎來(lái)真正屬于新能源汽車的時(shí)代

6 w) W  Y+ J6 F

XY隨風(fēng)

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桃子s

學(xué)習(xí)了

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xydyl16888

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