動力電池去模組寧德時代CTP技術牛在哪？

放棄模組，將電芯一步到位集成到電池組會成為將來動力電池技術的主流嗎？

在德國法蘭克福國際車展上，寧德時代推出了全新的CTP高集成動力電池開發平臺（CellToPack），即電芯筆直集成到電池組。

寧德時代稱，由于省去了電池模組組裝環節，較傳統電池組，CTP電池組體積利用率提高了15%-20%，電池組零部件數量減少40%，加工效率提升了50%，電池組能量密度提升了10%-15%，將大幅降低動力電池的制造成本。

當前，國內外電池企業和車企的電池組基本上都采用從單體——模組——電池組的成組方式，通過多層級的成組方式保障電池安全，但會犧牲電池組的空間利率和能量密度。

在此情況之外，電池企業也在積極探索新的技術方向，其中做大電芯和模組尺寸或者筆直放棄模組獲得了業內的認可。目前有多家電池企業正在嘗試上述兩大方案。

而寧德時代此次展示的CTP為第二種方案，通過省去電池模組，筆直將電芯集成到電池組，從而在提升電池組空間利用率、減輕電池組重量、提升能量密度和降成本等方面取得了積極成果。

優化電池組整體性能

依據寧德時代的說法，CTP電池組體積利用率提高了15%-20%，電池組零部件數量減少40%，加工效率提升了50%，電池組能量密度提升了10%-15%，將大幅降低動力電池的制造成本。目前，寧德時代已經取得超70項CTP核心專利，預計后期還將有更多的新技術使用在CTP電池組以保障產品安全。

在補貼退坡和市場競爭加劇等壓力下，當前主機廠和電池廠都在通過改進電池加工工藝、去除雜質、尋找新材料等方式，提高電池組能量密度，同時追求更低的成本。總體而言該辦法有積極作用，但優化空間有限。

而寧德時代通過省略模組，筆直將大量的電芯串并聯在一起，的確可以起到減少零部件使用，從而達到優化空間利用率，減輕電池組重量，提升能量密度的效果。

“把電芯筆直集成到電池組，省去電池模組，在技術角度沒有哪些難度，也實在可以起到優化空間利用率和提升能量密度的效果。”國軒高科高級副總裁、工程研究總院常務副院長徐興無指出，去掉模組是當前動力電池能量密度提升的有效路徑之一，此前也有電池企業在這方面進行研究，總體來說實現的技術難度不大。

“我們正在和寧德時代開發這種無模組的電池組，準備進行驗證探測。”一位新能源乘用車主機廠高層對高工鋰電表示，寧德時代主要是從提升能量密度角度設計該方案，在提升能量密度和空間利用率方面實在有積極作用。

值得留意的是，除了寧德時代之外，蜂巢能源、比亞迪等電池企業也在研發CTP技術，技術路線與寧德時代相同，后期或將有更多電池企業推出CTP電池組，從而成為行業的主流趨勢之一。

比亞迪在中期業績交流會上透露稱，公司將于明年5-6月推出全新一代磷酸鐵鋰離子電池，體積比能量增加50%，壽命長達8年120萬公里，成本下降30%。搭載新電池，新車續航可達500-600km。

據知道，比亞迪所說的新一代磷酸鐵鋰離子電池就是采用去模組的方式，從而提升體積比能量和降低成本，提升能量密度。

產品性能還有待提升

眾所周知，電池模組結構在電池PACK過程中起到電芯集成、支撐、固定和保護等作用，同時還要滿足完好固定電芯位置并保護其不發生有損性能的形變、滿足載流性能要求、滿足對電芯溫度的控制、遇到嚴重異常時及時斷電、避免熱失控的傳播等等功能。

當前電池組基本上都采用多模組并聯模式PACK成電池組，當模組中的電芯出現故障時不至于使整個電池組失效，在售后維護和梯次利用等方面也比較方便。而去掉模組筆直將電芯串并聯在一起做成電池組，這意味著一旦有電芯出現問題將會對整個電池組萌生影響，從而有可能降低電池組的可靠性。

業內人士指出，CTP技術對電池企業和主機廠而言的要求都很高，主要存在以下幾個問題。

一是對電池產品的一致性要求非常高。把電芯筆直做成電池組無疑會對電芯的質量、良品率、一致性等方面提出更高的要求，從而對電池企業萌生巨大的壓力，同時也使主機廠承擔的風險進一步提升。

當前，國產電池的產品質量和良品率以及一致性跟日韓企業還存在較大差距，若采用激進的PACK方案或將在將來萌生較大的風險。

二是維修難度大，不利于梯次利用。在傳統的電池成組方案中，一旦電芯出現安全問題可以筆直將模組拆解下來進行替換，從而不影響電池組的整體性能。但去掉模組之后一旦電芯出現問題，則會使電池組的維修難度大幅提升，甚至使整個電池組報廢，從而大大增加售后維護成本。

同時這種技術方案也不利于電池組的梯次利用，增加了主機廠的壓力，使得電池組的成本優點并不一定能夠在整車上體現出來。

三是削弱主機廠在電池供應方面的主導權。當前，為降低成本和提升競爭力，越來越多主機廠逐步增強其在動力電池范疇的布局。除了自建電芯廠之外，更多主機廠開始自建或合資建設PACK廠，通過采購外部電芯，內部自行總成的方式提升其在動力電池供應方面的主導權。

而將電芯筆直做到電池組之后則意味著電池組的加工供應將掌握在電池企業手中，導致主機廠只能依靠電池廠，從而削弱其市場競爭力。

此外，業內人士還認為，盡管去掉模組可以提升電池組空間利用率和能量密度，但也不能從根本上處理電動車續航里程焦慮問題。同時由于電池企業在制造工藝以及產品質量等方面的差異，CTP技術在提升空間利用率和能量密度方面的實際效果可能并沒有那么理想。

“寧德時代推出這項技術應當已經具備了使用的條件，我們正在跟它對接進行前期的方案設計，后期會進行探測驗證。”這位主機廠高層表示，寧德時代的這個方案可以降低其電池制造成本，提升市場競爭力，但產品最終結果還需要進一步驗證。

聲明： 本站所發布文章部分圖片和內容自于互聯網，如有侵權請聯系刪除