针对刀片电池，宁德时代的麒麟电池来了！CTP技术能保驾护航吗？

2022-06-20 11:17

德高行知情郎

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知情郎·眼｜侃透天下专利事儿

要跟刀片电池对着干的麒麟电池来了！

日前，宁德时代首席科学家吴凯在2022世界动力电池大会上表示，即将发布CTP3．0电池，即麒麟电池。

人家还特别强调，麒麟电池能量密度超特斯拉4680电池！

上来就打脸特斯拉！当然，也在打脸比亚迪的刀片电池。

瞬间，宁德时代股价暴涨，今日创了本轮反弹新高！

宁王怒涨

之前宁德时代股价腰斩，业绩不振，负面舆论缠身，跌下创业板神坛。

随着麒麟电池的一吆喝，看来又要崛起了！

不过，吃瓜群众一脸懵逼！

CTP技术喊了很多年，就是不见宁德时代的真迹，人家现在说都已经进化到3．0版本了。

今天就科普下什么是CTP！

另外，插一句，如今举国新能源，就差虹吸一国之资源要素投入其中助其发展，海量资源砸下去，哪怕是头猪都能成就猪王果位了。

要是举国砸钱砸人都做不好，就真尴尬了。

01科普下什么是CTP 电池

新能源车最大的痛点就是续航，人们买车第一件事就是问续航多少。

不能车开了100公里，然后说又没电了，关键充电还慢，让大伙儿磨磨蹭蹭的等车充电，你让人如何安心开车？

要解决这个问题就要从3个方面入手：

1．提高电池容量；

2．提高电池数量；

3．减重；

针对第一点现在的主流是两款电池：三元电池和磷酸铁锂电池，但是各有优缺点，三元续航好但是寿命短成本贵又容易出自燃事件，磷酸铁锂续航一般但是便宜寿命长。

那么以当前的电池技术难以做到高容量和安全性两全的情况下，只能针对第二三点提高续航，CTP技术应运而生。

现有的电池Pack结构，通常由“电芯－模组－整包”的三级结构组成。

若干个电芯组合在一起，被称为“模组”；若干个模组组合在一起，再加上BMS、配电模块等零部件，就成为“电池Pack”。

只是这做法挺沉、且成本高企，也不能增加能量密度，无法提高续航能力。

电池厂商就琢磨如何在电池包结构上做减法，减少中间结构件、减少重量、增加电芯，提高整体效率。

业内就采用了CTP技术，准确的是一种电池包技术。

全称Cell To Pack，也叫无模组技术，直接把模组去了。

总体说，没有模组后减轻了重量，缩小了间距，有限的空间里可以装更多电芯了。

当然，对电池包内的结构材质要求自然更高了。

02不同的技术路线！

在业内，CTP技术现有两种不同的技术路线。

一是彻底取消模组的方案，以比亚迪刀片电池为代表；二是小模组整合为大模组的方案，以宁德时代CTP技术为代表。

此外，比亚迪刀片电池专攻磷酸铁锂电池，宁德时代则以高镍三元锂电池为主。

不管比亚迪如何爆吹磷酸铁锂电池，在续航新能上，确实远远不如三元锂电池。

比亚迪CTP技术有什么特点？

从业内专家的表态来看，比亚迪刀片电池，就是在此前方壳电池的基础上，将电芯做“长”，做“薄”，形状类似刀片。根据公开信息显示，比亚迪一共有5种不同的电芯规格。这种电芯其实高度同现在方壳电池相比没有变化，厚度相比软包电芯略厚，主要变化是长度，从435mm一直到2500mm都有。

根据比亚迪申请专利能看到，在电池包总体积一致的情况下，现有的电池PACK结构，多出了各模组的侧板、端板、紧固件、横梁、纵梁等组件，包内空间利用率大概在40％左右；而采用了CTP技术的比亚迪电池包，除去电池管理系统、配电箱等组件，包内空间利用率大概在62％左右。受到不同的电芯布局方式影响，包内空间利用率分别为55％、60％、62％、65％，如有需求甚至可以达到80％。即使是同一辆车，采用CTP技术的电池PACK后，带电量约增加20％－30％，续航里程也能提升20％－30％。

宁德时代CTP技术有何不同？

宁德时代此前已推出两代CTP技术，从第一代CTP技术中依然有模组的痕迹，到第二代CTP技术中电芯集成直接装入电池箱，宁德时代不断通过设计优化，如今推出了第三代CTP技术，实现了CellToPack的高集成化设计。

根据行内专家的文章称，宁德时代的CTP技术，这种电池PACK由至少两个以上的大模组构成（如下图），每一个模组之间通过固定件连接在电池托盘上，最终电池PACK通过安装梁固定在不同车型上。

根据宁德时代一些专利能够看到，一个大模组里面被若干个塑料材质的散热板分割成一个个小的空间，方壳电芯就像电脑硬盘一样，可以插进这些小空间。每个电芯的侧面还贴有导热硅胶垫片，且电芯宽度方向的散热板留有散热通道，可以直接于外部的冷却管路连接。

根据相关数据显示，这样做能够减少约40％的零部件，这些零部件来自模组之间的连接线束、侧板、底板等。此外，在电池体积不变的情况下，采用CTP技术的电池Pack包内体积利用率也提升了15％－20％。

03宁德CTP3．0的玩法？

吴凯称，CTP3．0 电池在两块电芯的中间加水冷钣，使相邻两块电芯的热传导降低，不会出现热失控；

其二，可满足高压快充，4C 充电不是难事，明年即可在市场上看到；

第三，可极大提高电池寿命，因为水冷钣具有缓冲作用；

第四，比能量提高，麒麟电池可提高利用空间，磷酸铁锂系统能量密度 160wh／kg，三元高镍可达 250wh／kg，较 4680 电池多装 30％的电量。

实际上，在今年 4 月举行的中国电动汽车百人会上宁德时代就官宣了 CTP3．0 电池宁德时代表示在相同的化学体系、同等电池包尺寸条件下，CTP 3．0 的电量相比特斯拉的 4680 电池提升了 13％。

宁德时代还提出了新的目标，在 2023 年量产符合无热扩散要求、续航里程可达 1000km 的电池，并预计将在 2025 年量产采用 CTC 技术的电池－底盘结合体，将电动汽车最重要的两个部件集成为一体。

04CTP的弱点

CTP自然不是万能的，在减少了电池架构的同时，也增加了风险。

早年之所以采用三级结构，尤其用模组来分割，都是有原因。

业内专家专门对着比亚迪和宁德时代的电池包专利分析了CTP技术的软肋，人家的分析如下：

1、电池碰撞安全。有模组的存在，所以碰撞安全多了一层保护。采用CTP技术的电池Pack，除去Pack的边梁，电芯将直接承受碰撞的冲击。

从现有的资料来看，以宁德时代为例，Pack的框架是铝型材直接挤压成型，以增加强度；每个大模组内部的塑料壳体通过注塑成型，注塑时将散热板嵌入箱体模具内，实现一体成型。

宁德时代CTP技术电池模组内的散热板示意图

2、电池热管理。由于新技术改变了电池Pack的结构，势必会对电池的热管理系统，甚至BMS系统提出全新的设计要求和策略，这是软件层面的考量。

从硬件层面来看，比亚迪为这种电池Pack设计了新的排气孔和排气通道。排气孔对着电芯两端的防爆阀，当火焰、烟雾或气体从防爆阀中排出，会通过排气孔进入排气通道，排出电池包外。现有的电池Pack则没有类似的排气通道设计，火焰、烟雾或气体很容易聚集在模组内，对电芯造成二次伤害。

比亚迪刀片电池的排气通道设计（103为防爆阀，221为排气孔，222为排气通道）

3、售后维修便捷性和成本。这是知乎大V朱玉龙提出的一个疑问——因为电芯或采取某种方式（或许是粘）直接固定在电池Pack的托盘上，因此4S店在日后的维修中，一是对技术提出了更高的要求，二是某个电芯故障，或许需要更换整个电池组。

这个就要看技术发展，如何设计电池包了。

05宁德时代电池包专利有多少？

之前知情郎写过比亚迪的电池包专利技术，从量上看，比亚迪和宁德时代棋逢对手。

在德高行全球专利数据库中，以电池包作为技术关键词，检索宁德时代的相关专利，超过2000件。

看了下最新2022年公开的电池包专利，宁德时代在电池包箱体一体化构造、散热防爆、提高寿命、减少耗能、提高能量密度等多方面做文章。

分享一个近期公开的发明专利。

06电池包及车辆

背景技术与现实解决方案

近年来，可充电电池被广泛地应用于为高功率的装置提供动力，例如电动车辆等。可充电电池通过将多个电池单体串联、并联或混联连接以实现较大的容量或功率。

各个电池单体整体形成电池组件，为了带走电池组件工作过程中产生的热量，以使电池包具备良好的工作性能，发明人所知晓的一种现有技术是在箱体底部设置用于冷却的温控系统。

但是，利用此种温控系统对电池组件进行冷却时，由于温控系统只能对电池组件的一侧进行冷却，另一侧完全是依靠电池组件本身进行传热，从而容易在高度方向上使得电池组件形成温度差，电池组件靠近温控系统的一侧冷却速度快，受到温控系统调节的效果较明显；电池组件远离温控系统的一侧冷却速度慢，受到温控系统调节的效果较差。当电池组件两侧长期温差较大，则会影响电池组件的使用寿命。

发明内容

本申请的实施例提供了一种电池包及车辆，能够提高电池包的使用寿命。基于该技术方案，本申请一个实施例的电池包，通过设置导热梁和导热盖，使温控部件在箱体底部进行温度调节的同时，温度可依次传递至导热梁和导热盖，改变了温控部件对电池组件进行温度调控时的热传导路径，可平衡第一腔室内沿电池包高度方向的温度分布，减小电池组件上下区域的温差，提高电池组件的温度均匀程度，使电池组件放电深度的一致性提高，从而提高电池包的使用寿命。

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原文标题 : 针对刀片电池，宁德时代的麒麟电池来了！CTP技术能保驾护航吗？