汽車線路板廠之新能源汽車動(dòng)力電池知識(shí)介紹-電池包(Pack)篇!
汽車線路板廠了解到,新能源汽車發(fā)展迅速,近幾年技術(shù)突飛猛進(jìn),其中動(dòng)力電池(Pack)結(jié)構(gòu)形式也在不斷演變,那么最新的技術(shù)是什么樣的呢?
1、第一代技術(shù)路線-CMP
線路板廠講電池包早期的結(jié)構(gòu)由電芯(Cell)組裝成為模組(Module),再把模組安裝電池包(Pack)里,形成了“電芯-模組-電池包”的三級(jí)裝配模式,這種結(jié)構(gòu)稱為CMP。
CMP優(yōu)點(diǎn):
現(xiàn)階段依舊是最成熟的電池包架構(gòu),市面上大部分的電動(dòng)車型依舊采用的這種架構(gòu)。
CMP缺點(diǎn):
CMP空間利用率很低,整個(gè)動(dòng)力電池又大又重,密度還不高。
2、第二代技術(shù)路線-CTP
CTP即電芯(Cell)to 電池包(Pack),是電芯直接集成為電池包,從而省去了中間模組環(huán)節(jié)。CTP提高了電池內(nèi)部空間利用率和體積比能量密度,比亞迪刀片電池、寧德時(shí)代麒麟電池都是這種結(jié)構(gòu)。目前CTP也有兩種,一種是以大模組替代小模組的方式,另一種是采用完全無模組方式。
①大模組替代之前小模組,并不是完全取消模組,而是把之前的小模組去掉側(cè)板,用扎帶連接起來,把模組做大,代表企業(yè)有特斯拉、寧德時(shí)代、蜂巢能源等。如下圖為特斯拉Model 3電池包內(nèi)部拆解圖,可見Model 3是由四個(gè)長(zhǎng)度約2米的大模組組成,而之前特斯拉Model S的模組為16個(gè)。
②完全無模組方式,隨著技術(shù)發(fā)展業(yè)界就提出了去模組的概念,形成電芯-電池包結(jié)構(gòu),也就是真正意義上的CTP。如比亞迪刀片電池,由比亞迪開發(fā)的長(zhǎng)度大約0.6米的大電芯,通過陣列的方式排布在一起,就像“刀片”一樣插入到電池包里面。
CTP優(yōu)點(diǎn):
①能夠省掉或者減少組裝模組的端板、側(cè)板以及用于固定模組的螺釘?shù)染o固件,能提高體積利用率。由于零部件的減少,帶來重量的減少,因此質(zhì)量能量密度也能夠提高,整車?yán)m(xù)航里程也能提高。
②電池的組裝工藝更為簡(jiǎn)單,節(jié)省了人力、物力等制造成本,加上零部件的成本減少,電池包的成本也會(huì)降低。
CTP缺點(diǎn):
①對(duì)電芯一致性的要求更高,電芯由于充放電膨脹造成的形變和散熱性能變差兩個(gè)問題需要在整個(gè)電池包層面進(jìn)行考量。
②取消了模組,也取消了電芯發(fā)生熱失控在模組級(jí)別的防護(hù);
③一旦單個(gè)電芯發(fā)生故障,就會(huì)涉及到更換整個(gè)電池包,而不是之前只需更換某一個(gè)模組,維修成本會(huì)大幅增加。
3、第三代技術(shù)路線-CTB/CTC
CTB即電芯(Cell)to 車身(Body),而CTC即電芯(Cell)to 底盤(Chassis).在CTP結(jié)構(gòu)中,動(dòng)力電池還是獨(dú)立的個(gè)體,它只是擔(dān)當(dāng)能量體的角色,有電池上蓋、電芯、下托盤三部分。而在CTB和CTC結(jié)構(gòu)中,動(dòng)力電池和車身是一體的,電池上蓋已經(jīng)高度融合到車身中,成為了車身的結(jié)構(gòu)件。
CTB/CTC優(yōu)點(diǎn):
①減少零件數(shù)量;(比亞迪-22%,特斯拉-370個(gè),零跑-20%)
②減重;(比亞迪-10kg;零跑-10kg;特斯拉-15-20kg);
③提高電池布置空間;
④提高續(xù)航里程;(+15-25%)
CTB/CTC缺點(diǎn):
①減少了車身底板,車身扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度、電池安全性等方面要求更高;
②后期維修成本高,由于在碰撞過程中電池包會(huì)受力,所以當(dāng)碰撞強(qiáng)度較大時(shí),電池和車身可能會(huì)同時(shí)遭殃,直接導(dǎo)致了車輛的維修成本上升。
③缺乏市場(chǎng)考驗(yàn),這項(xiàng)技術(shù)由于是全新的產(chǎn)物,目前搭載車型相對(duì)來說較少,而且長(zhǎng)時(shí)間的缺乏市場(chǎng)考驗(yàn),所以消費(fèi)者對(duì)這些電池技術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性都存在疑慮。
PCB廠了解到,無論是是CMP、CTP,還是CTB/CTC,都是未來新能源汽車的發(fā)展方向,但也絕不是僅有的方向。相信隨著諸多先進(jìn)技術(shù)的開發(fā),動(dòng)力電池(Pack)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化可能面臨的強(qiáng)度、安全、操控等方方面面的難題,都會(huì)迎刃而解。
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