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CTP、CTB、CTC 是电池技术革新,还是一种无奈?

本帖由 漂亮的石头2022-08-20 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

    漂亮的石头 版主 管理成员

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    [​IMG] 小巾凡,汽车产品经理,公众号《Auto PMers》 阅读原文

    我想题主一定不知道,很多实用性创新其实都是源于对当下的不满,而非主动科研创新。

    就像福特不满于造车成本太高,才引进了流水线生产;而斯隆不满于福特一款黑色 T 型车的垄断,才会开发多种车型来满足不同需求,从而推动汽车工业又向前走了一步。

    人类前进地脚步,其实多数都是被迫前行。

    是因为竞争的好胜心也好,还是因为唯恐落后的生存焦虑也罢,但总有一些人会按耐不住去改变,一定程度上便是推动社会前行。

    所以说,题主所谓的“是电池技术革新,还是一种无奈”,其实我认为都不重要,重要的是,无论是 CTP,还是 CTB/CTC,都是在推动电动汽车行业进步。

    不止步于此,才是最重要的。

    那么为什么说,无论是 CTP,还是 CTB/CTC,都是在推动电动汽车行业进步?

    其实大家都知道,电池包无论是成本,还是重量,都能占到整车的 30%-40%。尤其是这两年受原材料价格上涨,电池成本飙升,主机厂都是苦不堪言。

    电动车这种出道即红海的市场,白炽化竞争愈发厉害,主机厂想要活下去,压力不能都一股脑地传递给消费者,便只好打碎牙齿和血吞。

    而另外一方面,由于古早时期的电动汽车作为政策催生的早产儿,续航里程只能达到 200~300km,实际跑起来更是少得可怜,便被用户贴上了“电动汽车垃圾”的标签。再加上对于续航里程的焦虑,以及补能体系的完善程度的担忧,对于续航里程数字的追求对于大部分用户来说,就像买房子一样,那一定是预算里越大越好。

    那么对于主机厂或者供应商来说,能做的有什么?我们先以一款三元锂电池为例,看看成本占比情况。

    [​IMG]
    图片来源于《中金:从“麒麟电池”看动力电池结构演化趋势》

    那么这里面,三元电芯占比 84%,电池 PACK 占比 16%。

    电芯是汽车电气化率先启动的一个领域,从下面这张图可以看出,横坐标是体积比能,纵坐标是质量比能。从 2010 年到 2017 年,电池系统的比能从 80 多提高到了 160 左右,差不多一倍的样子。[1]

    而电芯的升级,绝大部分体现在纵坐标的质量比能。

    [​IMG]
    图片来源于《电芯的技术升级路线与现状》

    目前量产化 NCM811 材料比容量可达 200mAh/g 左右,NCA 材料比容量可达 190~200mAh/g 左右。使用 NCM811 和 NCA 材料均已开发出能量密度为 300Wh/kg 的动力电池[2],基本上到达了一定程度的瓶颈,短期内也很难再突破,而且在安全性方面也仍然需要一定的稳固和保障。

    对于电池 PACK 来说,比能质量和比能体积都是有机会突破的地方。而这里面,结构件和热管理占比都相对较高,前者占整车 5%,后者为 4%。

    1.

    在结构件方面的突破,早期更多体现在端板和侧板,如采用更大尺寸的模组,从 355、390、590 模组,在一定程度上可以减少结构件和零部件的使用,当然这个时期的主要贡献还是体现在模块化模组件。

    [​IMG]
    图片来源于网络

    之后便是有了大模组 CTP,甚至是无模组概念。

    2.

    CTP 以宁德时代为代表,而无模组以比亚迪的刀片电池为代表。这里面模组的作用主要起到对于电芯的支撑和保护作用,电池包壳体作用类似,除此之外还能起到加强车身刚度的作用。所以对于刀片电池来说,如果没有模组件的保护,就需要被拉长的“刀片”电芯来起到支撑作用了。

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    宁德时代 CTP 2.0 结构
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    比亚迪刀片电池结构

    无论是宁德时代的 CTP 2.0 还是比亚迪的刀片电池,在结构性优化方面更多还都是体现在端板和侧板。

    3.

    而最新的宁德时代最新发布的 CTP 3.0 麒麟电池和比亚迪海豹发布的 CTB 结构(与特斯拉首发 CTC 基本相同,下文便只用 CTB 来讲述)便是在此基础上又进了一大步。

    对于宁德时代 CTP 3.0 麒麟电池,从侧板和端板方面短时期很难再突破,而上盖和托盘如果不结合整车来看,也是很难。

    所以想要再进一步,便是从热管理结构件入手。而这也是 CTP 3.0 麒麟电池主打的特点之一。

    对于宁德时代 CTP 3.0 的宁德时代来说,直接将隔热垫、水冷板、横纵梁做了三合一,形成多功能弹性夹层,这样便可以极大地减少零部件结构和占比。这样来说,麒麟电池的体积利用率达到 72%,较第一代 CTP 高出 17%。

    [​IMG]
    图片来源于网络
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    图片来源于网络

    对于比亚迪来说,作为整车企业便有其相比于供应商宁德时代的独特优势,可以结合整车结构动“上盖”了。

    也就便出现了车身地板集成了电池上盖,又一定程度上减少了零部件与重量,体积利用率提升至 66%。而电池与整车的进一步结合,车身扭转刚度也会进一步提升,据比亚迪传播,在海豹上已经可以达到 40000N.m/°以上。

    [​IMG]
    图片来源于网络

    这样来说,无论是宁德时代 CTP3.0 麒麟电池,还是比亚迪 CTB,在电芯体积利用率方面都有了很大提升,也就意味着电池包比能体积得到进一步优化,带给用户的价值便是整车轻量化与续航的提升,以及会更加安全的车身扭转刚度优化。

    所以如此,题主还觉得这是无奈吗?

    以上。

    阅读原文
     
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