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新能源开发企业起名 【专题讲述——新能源汽车家产链】新能源汽车家产链系列讲述（二）：能源电池组织变革之CTP、CTC
风水布局2023-05-26【公司起名】89人已围观
讲述日期：2022年8月16日
★能源电池本领繁华途径
能源电池本领的繁华主要有质料以及组织两大途径。质料层面，贴补退坡使抬高能量密度落空了周易生辰八字战术面的强力驱策，三元质料编制的研发趋势幼稚，M3P、钠离子等新质料编制呼之欲出；组织层面，大电芯、大模组、去模组化、集成化趋势分明，选拔轻量化水准以及电池包体积运用率是家居风水布局主要目的。
★能源电池三大组织本领
模组组织利用于电动化初期，公共等德国车企主导了风水布局模组规范化。
CTP经过无模组或大模组化进步电池包集成度，进而无效进步电池包空间运用率以及比能量，完结本领平价；刀片电池、麒麟电池等新产物相继揭晓，中国企业侵夺先发劣势，引领CTP本领开垦与扩张。
CTC将电池底盘一体化，完结进一步集成，超过了电池层面降本增效的想法，是整车组织的研究与变革。现在行业还处于从规范化模组加快向CTP本领繁华的历程中。
★CTP、CTC对于家产链关节带来的作用
电池层面，CTP、CTC本领繁华将动员（1）胶粘剂用量以及质量要求升高，（2）电池托盘等组织件负担更多组织件的撑持影响，（3）智能建造利用飞速增添，设施行业进级迭代，损耗关节从妄图到建造再到检测，精巧化损耗以及质量把控将尤其矜重。
★告急提醒
传统车企电动化转型受到阻力、静态电池等新本领的研发掘起没有及预期，导致电池集成本领的推进没有如预期。
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汽车能源与能源电池演变
1.1、汽车能源办法演变
汽车能源颠末多少百年蜕变，从蒸汽机、电动机到内燃机，如今电动机从新成为趋势，汽车行业正走向电气鼓鼓化、新能源化。
蒸汽车：1766年，瓦特革新蒸汽机，第一次工业革命随之开放。1770年前后呈现了最早的蒸汽机汽车，汽车的“汽”字由此而来。
电动车：1881年，利用铅酸电池的电动车出生。
燃油车：1838年，英国创造家亨纳特创造了内燃机点燃安设，人称“天下汽车繁华史上的一场革命”。1885年，燃油车应运而生，创造者卡尔·飞驰。
以来很长一段时光，三种能源模式多线繁华独特合作。时期出生了第一条流水装配线（1913年，福间谍厂），损耗效用大幅升高，损耗模式扩张至一切工业部门。到1925年后，因为蒸汽车的外燃机本领效力太低、电动车老本过高，二者墟市领域不停减弱，燃油车结束独霸墟市。
现如今，随着1973年第一次煤油危急迸发，西方国家的煤油依附课题浮现皮相，削减能源依附成为主要议题；中国也将电动车算作策略方向，以期弯道超车；叠加列国低碳减排层面的繁华目的，汽车能源的繁华款式从新聚焦于电动车。陪同则相干质料以及本领的繁华，电池老本大幅升高，电动车也拥有了被墟市采用的硬性条件。
1.2、能源电池本领途径繁华趋势
能源电池的繁华日新月异，主要由化学（质料）以及物理（组织）两条本领途径驱策。
质料方面，正极有磷酸铁锂以及三元质料两大主流门路并行繁华：正在我海内贴补战术助推续航里程之后，三元锂电池的繁华兴旺进取；陪同着贴补退坡、磷酸铁锂机能进步，从2021年7月以后，海内磷酸铁锂电池卸车量反超三元电池，占比大幅上升。就三元质料而言，高镍化、高电压化、单晶化是当下的主要趋势。就磷酸铁锂而言，往磷酸锰铁锂方向研发是一个主要趋势。
其他质料编制也正在努力研发中，他日有望呈多元化繁华，设想空间辽阔。宁德时期的M3P电池呼之欲出，将于明年量产；多方结构的钠离子电池也渐行渐近，宁德时期短期也示意，正努力于推进钠离子电池正在2023年完结家产化。
负极则处于攻破期：人工石墨占主导位置且延续选拔，复合硅碳负极延续研发渐渐利用。
电解液全体，不停升高液态含量并最终走向全静态电池是共鸣的繁华方向，国轩高科、孚能科技、Solid Power等多家企业都正在该范畴努力结构。
正在组织方面，妄图的改革层出没有穷，尤为是本年，4月25日，零跑官宣海内首款可量产CTC电池底盘一体化本领；5月20日，比亚迪揭晓CTB电池车身一体化本领；6月23日，宁德时期揭晓CTP3.0本领麒麟电池。
总体来看，组织范畴既有圆柱、方壳、软包的电芯形态之分，又有传统模组组织、CTP（Cell to Pack）、CTC（Cell to Chassis）的电池包组织之分，还有特斯拉4680大圆柱电池、比亚迪刀片电池、蜂巢能源短刀电池、中航锂电One-Stop Battery、宁德时期麒麟电池等明星产物之分。究其本体，大电芯、大模组、去模组、集成化趋势分明，电池企业以及整车厂们经过对于电芯、模组、电池包等关节的革新以及精简，最终是为了最大化选拔电池包的体积运用率。
1.3、小结与思虑
1. 汽车能源颠末了蒸汽机、电动机、内燃机三大类束缚规划，如今电动机从新成为趋势，汽车行业正走向电气鼓鼓化、新能源化。
2. 今朝能源电池本领的繁华主要有两大途径，一类是质料本领，即化学编制的改革，另一类是组织本领，是工程范畴的改革。
质料层面，随着贴补退坡，抬高能量密度落空了战术面的强力驱策；而随着三元质料研发本领趋势幼稚，经过三元质料本领迭代驱策电池机能飞跃的幅度已有所削减；化学编制的研发与扩张始终是各家企业中心结构的方向，新质料编制呼之欲出，但决绝全墟市铺开量产还须要特定时光。
另一个中心正在于电池组织的改革与优化。假设说化学编制的研发是大刀阔斧地推进，对于电池机能孕育确定性的改革，那么组织编制的优化便是才干地建设，经过工程范畴排兵布阵削减节约冗余，所以，本领繁华也更多存眷电池老本、建造效用、电芯利用效用等。
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能源电池组织本领演变
以电池样式以及集成水准为参照，电池组织的演变可分为模组规范化、CTP（大模组、去模组化）、CTC（电池底盘一体化）三个阶段。
2.1、模组规范化
背景境况
电动车繁华初期，老牌车企大多经过油改电的办法切入电车墟市，而特斯拉等小全体新兴车企则采用正向开垦的姿势，重新结束研发纯电平台。
油改电即相沿旗下幼稚燃油车的平台，仅将能源系统更换为三电系统。优点正在于，既也许加紧推生产品抓住墟市机遇，又也许为研发纯电平台争取时光，还也许匆匆进自身的供应链转型。但因为油改电平台没有是异常针对于电动车开垦而来，没有能全面契合电动车的个性，轻易导致电池的结构受阻以及配重没有正当。算作了局，油改电车型或多或少会呈现驾控机能没有佳、电池分量大或空间运用率低导致整车续航才略没有强、底盘优异作用整车美妙等课题。
正在这样的背景下，开始各车型对于电池的须要分歧、可供给给电池的位置以及空间巨细分歧，其次电芯厂生产的电芯形态以及尺寸多种各类，导致电池包的样式各别、包内模组的规格以及安顿也各别。
模组组织的呈现以及应用也与境况息息相干。早期的能源电池系统集体选择大度电芯，比如一台特斯拉早期须要装备7000多只圆柱电芯。受制于本领条件（单体电芯容量没有够大、BMS软件才略没有够强等），将电芯提早集成进模组就成为了须要的一环，恐怕无力升高组装繁复水准、进步损耗效用。
也便是说，早期电动车的能源电池集体选择电芯-模组-电池包的集成模式，且百花齐放，各色各别。
模组组织能源电池的组织
公共ID.3承载的便是一种规范的模组组织能源电池。如图9所示，其电池包主要由壳体（上盖、外壳底板、下护板）、电池模组（银色长方体全体）、电池掌握模块以及电池外部连贯端子（橙色全体）、电池办理系统（黑色全体）等全体组成。
壳体选择坚挺的铝材，既撑持电池的分量，又强化车身刚度，经过螺栓流动正在车身地板底部。下护板损坏电池免受路面机器的摧毁。底板装有冷却旱路，可施行温度办理。电池模组经过导热膏与底板相接，以保险其导热性。
掌握模块是用于正极侧、负极侧的两个开关单元。正极侧的开关单元装有高压系统保障丝，用于损坏充电器、加热器（PTC）、DC-DC变换器等电路；负极侧的开关单元装有经过火药堵截电池的保障丝，呈现碰撞事故时也许加紧堵截电池电源。
电池模块选择LG化学供应的NCM712软包电芯，每个模组安顿有24块电芯（如图10蓝色全体所示）。根据车辆配置级别，搭载的模组数目可保养为8个（192块电芯）、9个（216块电芯）、12个（288块电芯）。图中揭示的是配置12个模组的电池包，可供给能量77kWh，完结续航里程549km。
模组的组织
如专利图所示，一个模组常常席卷了电芯（1）、外壳——上盖板（2）、下盖板（3）、两个端板（4）以及两个侧板（5），和用于导电、绝缘、换热、监测等诸多功能的组件。
导电相干，汇流排（13）用于连贯多个电芯的极耳，完结电芯的串并联。电极连贯件（17）为一个正极连贯件以及一个负极连贯件。汇流排与电极连贯件相接，再与外部的导线或其他电连贯件相接。
绝缘相干，绝缘膜（15）、绝缘板（16）用于避免外壳与电芯孕育没有须要的电连贯。
换热相干，导热片（7）经过双面胶（8）以及电芯的一个皮相连贯，又经过胶条（12）与左右盖板连贯。双面胶的利用使电芯与导热片之间没有缝隙，进步导热机能。胶条帮忙建立左右盖板与电芯之间的导热途径，便于电芯经过更短的途径将热量传导至盖板。
监测相干，收罗软板（14）用于测试电压、电流、温度等机能。
其他还有一些部件对于流动、安全等方面有主要影响，席卷排气鼓鼓孔（6）、坎坷组织的支架部（9）以及拥有弹性的泡棉（10）。排气鼓鼓孔用于翦灭电芯作废时孕育的气鼓鼓体，避免气鼓鼓体积存导致电池组伸展爆炸；与之相对于应，绝缘膜也会设定成较小的厚度，正在电芯作废状况下也许全体分解帮忙气鼓鼓体翦灭。支架部用于电芯定位，经过将一个支架部的凸处以及另一个支架部的凹处相流动，咱们也许确保电芯沿着一定方向牢靠罗列。泡棉正在电芯之间罗列，用于缓冲电芯体积的推广，避免电芯之间互相挤压。
一一贯通后，咱们也许分明看出一个模组一经做了相对于周到的配套，所以就整体电池包而言，应用模组组织也许简捷地完结比较电池掌握以及热办理，也也许完结单个模组的改换，为建造组装以及售后维修供给了极小麻烦。
同时也也许看出个中的空间运用可进一步优化。比如组织件至多席卷了组件2、3、4、5、9，而组件10、15、16等都或多或少也许负担组织撑持的影响，这些零零件侵夺了电芯的可用空间、推广了电池大伙的分量，限制了电池的体积运用率以及能量密度。
模组规范化
正在这个阶段，最初行业指望将电芯规范化，以争取领域化损耗完结降本增效，比如德国汽车工业协会（VDA）推出的电芯尺寸规范。但因为一致电芯尺寸难度太大，后转而努力于模组规范化。德国主导的平台化正在个中发扬了主要影响，陪同着平台化的完结，前后出生了355、390、590三种主要的规范化模组。
355模组对于应尺寸355*151*108，最初利用于公共内部，主要搭载正在e-golf，audi Q7 e-tron上，之后LG造出了不异尺寸的软包模组，又颠末三星、宁德时期等多家电池企业扩张，逐渐成为了行业通用的模组。
390模组正在355的根底上扩张了尺寸，特定水准上进步了空间运用率，主要配置正在奥迪e-tron（如图12所示）、保时捷Taycan等车型上。
2020年起，公共MEB平台成为团体旗下新能源汽车的主要损耗平台，配套590模组，上文所述ID.3车型对于应的便是MEB平台、590电池模组。590模组进一步夸大了模组尺寸，将横向摆放的模组数目从3个（如图12所示）削减成2个（如图9所示），进而削减模组数目、推广空间运用率。因为MEB平台揭开了公共（ID车型）、奥迪、斯柯达等多个品牌，极强的平台拓展性动员了590模组的大度须要，电池企业纷繁跟进研产生产590模组，590模组进而成为一款主要的规范化模组。
图表13很好地反应了对于电芯规范化与模组规范化的议论，公共做为模组洽购方，为其MEB平台洽购590模组，榜样了模组的尺寸，而未对于电芯做出规范化的要求，所以该模组内部既也许横向排布软包电芯，又也许竖向排布方形电芯。
2.2、CTP（大模组、去模组化）
CTP本领繁华状况
2019年9月，宁德时期寰球首款CTP电池包量产下线；2020年3月，比亚迪应用CTP本领的刀片电池揭晓。两大头部电池企业相继推出CTP产物，将CTP带入了公共视野。繁华至今，CTP本领一经历了多轮迭代，宁德时期本年揭晓了第三代的麒麟电池，将正在2023年量产，引起业界精深存眷。
CTP（Cell to Pack）正在定义上是指省去模组的关节、将电芯直接集成进电池包，再将电池包与车身框架施行链接。值得留神的是，理论的CTP本领并没有如名字所说全面省去模组，而是席卷了利用大模组或没有利用模组两种大局。上述刀片电池选择的是无模组组织，宁德时期第一代CTP电池则选择大模组组织。
从CTP 的推进状况来看，中国企业侵夺先发劣势。如今海内有宁德时期、比亚迪、蜂巢能源等多家企业已拥有各自的CTP产物，蓝图能源、捷威能源等正在软包CTP范畴各有建立。正在海内，宁德时期已授权今生摩比斯、泰国Arun Plus利用其CTP本领，其CTP产物也乐成出海德国、荷兰等墟市。海内电池企业中，LG化学讨论将CTP变革为全新的Module Pack Integrated Platform（MPI），Advanced Cell Engineering（ACE）也已为其VLF电池申请美国专利，并预期到2023年其CTP方形电池妄图将取得答应。
从CTP正在整车的利用来看，宁德时期配套的特斯拉Model Y、Model 3，和蔚来ES6、小鹏G3、小鹏P7、爱驰U6等诸多车型已幼稚搭载CTP电池，比亚迪更是全系搭载刀片电池。以小鹏为例，2021年，CTP组织搭配磷酸铁锂质料乐成使G3售价从20万区间降至14.9万元、P7售价从24.99万元降至22.99-23.99万元，拉低初学门槛，充分凑近我国20万元上下区间须要强劲的墟市，也乐成完结销量的高速升高。
MarkLines数据再现，2021 年中国搭载 CTP 本领电池包的车型渗出率为 12.13%。本年，e平台3.0的比亚迪全新车型海豹上市（矜重来讲应用了CTB本领），预售仅七小时，定单就攻破22637台；单干车型代阿维塔11有宁德时期赋能，精确率也会选择其CTP本领，有望成为销量的一匹黑马。仅从今朝与他日推出的重磅车型也许瞻望，CTP 渗出率将延续大幅选拔。
比亚迪：刀片电池
刀片电池，正在电芯层面，正在质料上维持了现状（正极磷酸铁锂，负极人工石墨），正在形态规格上采用了扁长化妄图——厚度减薄、长度延长（0.6米至2.5米），即电芯单体向大容量进化。
正在电池包组织层面，组织如专利图所示：电池包（10）中，单体电池（100）呈扁长的形态，长度与电池包宽度异常，单体电池直接阵列于包体（200）中，电池包长度方向树立端梁（203），宽度方向树立侧梁（201），电池包内也许没有再树立横梁纵梁。
算作对于比，传统选择模组的电池包（如专利图18、19所示）电池包壳体被横梁（120）宰割成多少个容置腔（110），用以包容电池办理模块（200）以及电池模组（300）。
相较之下，通例模组组织从电芯到模组这一步体积运用率约莫能到达80%，从模组到电池包运用率约莫能到达50%，了局便是电芯正在电池包中真正的体积运用率只要40%上下。而刀片电池经过大电芯以及去模组，到达体积运用率60%。
即使磷酸铁锂比能量分明低于三元质料，刀片电池经过大幅度节流空间，仍然乐成使其体积能量比与三元电池异常。从全部数值来看，刀片电池能量密度140Wh/kg，较传统磷酸铁锂电池推广约莫9%，体积能量密度320Wh/L，相较推广50%以上。
其余，电池系统零零件数目削减40%以上，老本下降30%以上。再叠加电芯皮相积的推广使得大伙散热机能更好，和磷酸铁锂安全性的自然劣势，刀片电池成为温存而有合作力的产物。
宁德时期：麒麟电池（CTP 3.0）
2019岁终，宁德时期推出第一代CTP电池，动员电池体积运用率首次攻破50%。相较传统电池包，该产物做家居风水布局到体积运用率进步了15%-20%，零零件数目削减40%，损耗效用选拔了50%；正在能量密度上，传统的电池包能量密度大多处正在140-150Wh/kg，CTP电池包能量密度则可到达200Wh/kg以上。
本年6月23日，宁德时期推出的CTP3.0本领麒麟电池的系统集成度更是创寰球新高，体积运用率超72％，能量密度达255Wh/kg。
麒麟电池电池包的组织如其爆炸图所示，从上至下不同是上盖、三合一弹性夹层、电池、托盘。改革中心之一是高度集成化的三合一弹性夹层，将组织梁（纵横梁）、隔热垫以及水冷板更换为弹性夹层，安顿正在每排电芯间，同时起到组织撑持、冷却散热、电芯隔热以及伸展缓冲四个功能。
大普遍电池规划下，咱们正在电池包上盖或下壳体处架设冷板，正在电芯之间陈列导热质料将热量传导至左右端（正如本讲述中提到的公共ID.3电池包、孚能科技的一种模组）。横向对于比，麒麟电池的水冷板（弹性夹层）倾斜弃捐于电芯之间，大幅推广了换热面积、进步了放热机能。进一步说，较好的放热机能支柱下，咱们才华够担心地繁华快充。据宁德时期讲述，麒麟电池也许做到4C快充本领，完结5分钟热煽动、10分钟快充至80%。
其他企业的CTP本领
蜂巢能源的CTP本领既有无模组规划，也有大模组规划。与传统590模组比拟，CTP第一代削减24％的零零件数目，第二代正在第一代的根底上选拔5－10％分量成组效用、选拔5%空间运用率、削减零零件数目22％。
捷威能源的积木电池是基于软包大模组的概念，经过分歧电池厚度、长度、宽度尺寸的改变进步空间运用率，完结电芯正在电池包内以搭积木的大局罗列。正在电芯宽度特定的状况下，积木电池恐怕选拔8%-12%体积运用率、下调10%-15%老本。
蓝图能源的软包CTP瞻望2024年量产，也许做到整齐空间内电池容量推广一倍、续航缩短至1000km。
思虑与议论
1. CTP本领本体上是缩减了模组关节，使得留给电芯自己的空间得以推广，进而也许经过直接推广电芯数目推广电池能量；削减了零零件，进而升高了老本，也有助于整车轻量化，恐怕进一步拉高了电池能量密度。
主要误差有二：（1）电芯统一性的要求进步了——电池机能遵守木桶短板原理，机能最差的电芯会直接作用大伙机能。传统模组组织下，每一个模组都是一个大伙，而正在CTP组织下，整体电池包才是一个大伙，所以，当单个电芯呈现障碍时，咱们没有得没有改换整体电池包而非某个模组。从这个层面来讲，对于电池损耗以及办理的要求变高了，维护良率的老本也变高了。（2）电池包层面的开垦精巧性受到了限制——分歧车型对于电池包的要求也没有尽不异，但电池包与电芯密切挂钩后，定型后再做改正的老本就会分明升高。
2．CTP组织恐怕与磷酸铁锂质料完善贯串，使电池到达老本、安全、能量密度三方面的最优解，CTP本领的扩张特定水准上也动员了磷酸铁锂电池渗出率的攀升。
2020年以前由于贴补战术对于能量密度的寻求，三元电池正在墟市上展现强势，但因为电池牢靠性较差也产生了没有少安全事故。而贴补逐渐退坡，三元电池落空了一大驱策力。正是正在这样的背景下，宁德时期的CTP本领以及比亚迪的刀片电池应运而生。
3. CTP的呈现有两大作用：（1）使中国企业正在德国主导的电池包集成本领范畴劫夺了先机——如前所述，电池集成本领第一阶段中，模组进化的趋势是往规范化的大模组繁华，而CTP理论上加快了这一迭代的速率，采用了更保守的集成方式。（2）让电池企业正在整车厂主导的电池包集成本领范畴增强了话语权——随着CTP本领的扩张，电池企业从损耗电芯转为损耗电池包，正在家产链的电池包关节与整车厂直接合作劫夺墟市。
2.3、CTC（电池底盘一体化）
CTC本领繁华状况
CTC本领一经呈现正在良多新能源车企的本领门路中。今朝特斯拉、零跑、比亚迪三家已领先颁布了各自的CTC规划；宁德时期预期将正在2025年前后正式推出；公共团体、沃尔沃、上汽团体、捷威能源等多家企业也正在该范畴加快结构。
CTC（Cell to Chassis）本体上便是将电芯直接集成正在地板框架内部，即车身地板以及底盘的一体化妄图。这将正在根基上改革电池的装置大局，异常于电池被从新结构。正如宁德时期董事长曾经毓群先容，CTC本领会从新安顿电池，还会纳入三电系统，席卷机电、电控、整车高压等。
异样以比亚迪刀片电池专利中的提示图为例，咱们找到了专利中形容的能源电池包与电动车大概的连贯办法：“包体（200）也许一体成型正在电动车上，包体（200）也也许为零丁损耗的用于包容并装置单体电池（100）的车用托盘。”模组组织、CTP组织下，能源电池包（10）便是开始独立损耗，然后装置流动正在车身底盘上，如图表22所示。图表23则是包体变成于电动车的组织提周易生辰八字示图，特定水准上与咱们所说的CTC符合。
特斯拉：CTC
特斯拉早正在2020年9月进行的电池日上就揭晓了CTC本领，称之为组织电池（Structural batteries），应用于Model Y车型并正在本年完结量产。
该本领将电池算作车身组织的一全体，连贯前后两个车身大型铸件，取缔原有座舱底板，座椅直接装置正在电池上关上。机能选拔来看，新组织也许削减370个车身零零件，为车辆升高10%车身分量，推广14%续航里程，升高7%度电老本。其余，还也许精巧保养车辆的质心高度，由于妥善升高质心高度有利于进步汽车的安排牢靠性。固然，假设底盘须要维修，老本也会分明上升。
也有没有少有关本领为CTC组织的完结供给了助力。（1）组织粘合剂成为了主要的一环，用以将电芯黏合正在左右盖板上，并算作阻燃剂特定水准上也许维持电池安全。这样的组织反而尤其坚挺，有利于大伙安全。（2）一体化压铸本领将前车身、底盘电池包以及后车身等多个全体直接压铸成车身，正在大幅削减损耗关节的同时（CTC协同一体化压铸也许节流370个零零件，为车身减重10%，将度电老本升高7%），也能做到更强的密封性。（3）4680大电池正在推广单体电池容量的同时，也削减了所需的电芯数目，特定水准上升高了对于BMS的要求，使得CTC规划尤其可行。
比亚迪：CTB
比亚迪海豹车型选择的是CTB（Cell to Body）电池车身一体化本领，是用电池包上壳体代替车身底板。对于近来看，CTP本领是电池的三明治组织，将电池分为电池上盖、电芯、托盘三个层面，CTB则是整车的三明治组织，将整车车因素为车身地板集成电池上盖、电芯、托盘三个层面。据比亚迪汽车工程争论院院长廉玉波数据，比亚迪CTB电池系统的体积运用率可选拔至66%。
CTB与CTC起名略有分歧（CTC是Cell to Chassis，电池底盘一体化）。咱们以为二者都是电池与整车的集成办法，自己CTC名字下分歧规划展现大局也各没有一律，所以咱们将它二者放正在一统议论。起名分歧或为将来的繁华供给了一些设想空间，正如比亚迪刀片电池的专利中所说，包体也许是变成正在电动车到差意妥善位置的、用于装置单体电池的安设，也便是说，并没有特定限度于电动车底盘上。
有概念以为，CTB装配办法更像是CTP的拓展，是将电池包集成进底盘，而非将电芯集成进底盘，大概也许定义为PTC（Pack to Chassis）。也正因如许，对于比其他的CTC规划，比亚迪的CTB规划可拆卸性强，电池维修相对于方便，且保全了换电大概性。
零跑：CTC
零跑汽车正在本年4月揭晓了CTC规划，利用于车型C01，该车型已正在本年7月投入了工信部的新能源汽车扩张利用引荐车型名目（2022年第6批）。
如爆炸图以及专利图所示，零跑的CTC规划是将车身底盘算作电池包的上盖。该组织席卷下车身（1）、电芯模组（3）以及电池下盖（2），省去了电池包箱体上盖以及侧边框及其与车身之间的预留间隙，既削减了部件数目、分量、老本，又增大了电池可用空间。
据零跑材料再现，这套CTC规划也许使电池安顿空间推广14.5%，车身垂直空间推广10mm，零零件数目削减20%，组织件老本减低15%，整车刚度进步25%，分析工况续航推广10%。还拥有极强的扩充性，可兼容智能化、集成化热办理系统，他日可兼容800V高压平台，支柱400kW超级快充等。
相较于特斯拉以及比亚迪，零跑CTC的分歧之处主要有两点：（1）完结了无电池包化，经过从新妄图电池承载托盘，使下车体底盘以及电池托盘组织耦合，而前二者是创造了齐全的电池包，再将电池包上盖用作车身底盘；（2）保全了模组关节，选择了“电芯-模组-底盘”的模式。
有指摘以为，这更像是一个试探性的过渡规划，但从效益来看，零跑这套CTC规划依然无效选拔了车辆的分析机能展现。
其他企业
公共团体正在2021年Power Day揭晓会上展示，在自研规范电芯（Unified Cell），同时也提出将自研CTP、CTC（Cell to Car）本领，瞻望他日有望推出贯串了规范电芯与CTP、CTC本领的车型。
沃尔沃正在2021年Tech Moment揭晓会上展示了下一代能源电池本领的CTC规划，将电芯与左右壳体组成一个三明治组织，并用上壳体充任乘员舱地板。
捷威能源与悠跑科技也完毕单干，独特开垦CTC电池系统。而悠跑是一家To B的滑板底盘硬件企业，他们以为，滑板底盘大概更顺应选择CTC本领。
思虑与议论
1.直不雅来看，CTC的优点是高度集成化、削减零零件数目以及总装工艺，恐怕进一步化繁为简、降本增效。正在电池包与车因素离建造的状况下，咱们须要用螺栓等部件连贯电池包上盖与车身底盘，这就弗成避免使得电池与车身之间留有间隙，也相对于利用了较多的部件。CTC则将地板面板以及电池包上盖合二为一，削减了二者之间的缝隙以及连贯所需部件，而电芯既是为整车供给动能的起因，也是推广底盘刚性的组织件。
正如马斯克举的例子，底本飞机的构架是把燃料箱放正在机翼当中，但为了更大水准天时用空间，咱们也许拿失落燃料箱、直接用机翼来储藏燃料。
CTC组织的容易以及寻衅则主要正在三个方面：（1）对于电池零零件的要求更高了。电芯正在没有模组以及电池包组织损坏的状况下直接集成进底盘，一定导致咱们对于电芯统一性的要求再次进步。与之对于应，咱们须要更高难度的电池热办理本领来维持电池系统温度统一性，更智能的BMS来监控办理电池的利用，更精确的（选择AI本领以及呆板视觉的）智能建造设施正在建造历程中保险更好的质量管控。
（2）维修的方便性升高了。因为电池以及底盘的一体妄图，拆装“电池包”将触及更多的大伙组织件，比如须要撤除座椅横梁等；而电池内部，电芯之间每每弥补了树脂质料，所以难以改换单个电芯。正在此根底上，就今朝来看，CTC规划对于换电模式是没有够友爱的。
（3）主机厂以及电池厂的建造生意必需有所混合。主机厂没有能单纯洽购电池包，而是须要更多地具备电芯、三电系统相干的妄图以及集成才略，异常于主机厂须要正在更早期的关节就结束车型的大伙妄图；电池厂也没有再是止于供应电池，还须要对于车身底盘妄图有更多的观赏。
2. CTC与滑板底盘本领的观念相合，CTC概念的呈现特定水准上助推滑板底盘从新取得大度存眷。海内有Canoo、Rivian、Arrival等，海内悠跑科技、易咖智车等企业入局合作。
滑板底盘与非承载车身组织如同，有一套异常独立的车架（“大梁”）来承托电驱系统、电池、悬架、热办理系统以及电子电气鼓鼓架构。也便是说，滑板底盘内假设承载电芯，电芯将没有须要负担过多载荷，所以本领难度较小，较易完结。
其余，滑板底盘组织下，车身以及底盘结合，左右车体也许施行独立研发以及建造，一方面也许高效缩小新车型开垦周期，另一方面也便于整车厂将底盘相干的硬件外包进来，分散力气于主动驾驶、智能座舱等枢纽范畴。
就滑板底盘的利用墟市而言，至多是当下，比拟底盘本领炉火纯青的头部玩家，资金没有充实的尾部玩家更承诺外包底盘，比拟C端，B端企业（园区、物流等低速主动驾驶场景）对于滑板底盘须要更分明。
2.4、小结与思虑
1．模组组织、CTP、CTC三种本领从集成化水准、对于电池机能的作用来看都是渐渐递进的，整车组织渐渐简化、空间运用率渐渐选拔。
2. 咱们梳理了各家企业的电池包规划，正在全部妄图以及建造中，各个企业都有着各自的着力点以及着重点。
CTP产物来看，开始分歧产物的无模组化水准分歧。宁德时期第一代CTP电池选择大模组组织，第二、三代无模组，刀片电池选择的是无模组组织。
麒麟电池对于比4680以及刀片电池也有分明分歧之处。麒麟电池聚焦组织妄图上的改革，并未正在电芯的规格上做出改正，而4680以及刀片电池都扩张了电芯容量。也正是由于这样，麒麟电池为大普遍选择方形电芯风水布局且化学编制上处于没法延续选拔境地的车企指出了一条可不雅的本领途径。
CTC规划来看，特斯拉以及比亚迪的规划更凑近于将电池先组成电池包，再将电池包集成进底盘；零跑的规划则相对于分明地拿失落了电池包的关节。也便是说，特斯拉以及比亚迪的规划是取缔了车身底板，零跑的规划是取缔了电池包上盖。其余，特斯拉以及比亚迪都将电芯直接集成，而零跑保全了模组关节。
3．咱们没有必将CTC单纯领会为CTP的蔓延，从本领触及的范围来看，CTP是一种电池包本领，CTC是一类整车本领。
CTP正在近期比较轻易完结，是正在电池包层面的优化规划，电芯或电池包企业独立可开垦告竣。
CTC是远期的一大趋势，特定水准上跳脱出了正在电池层面降本增效的想法。就CTC的完结而言，一方面本领难度较大，门槛较高；另一方面，传统车企正在平台化、模块化有较好的根底，选择CTC本领反而须要颠覆已有的车身底盘组织，所以CTC的繁华驱策须要更长的时光以及历程。也正因为这一点，特斯拉算作一个新式造车企业，没有史乘负担，比传统车企有更强的垂直整合才略，才华走出CTC的本领门路。
最终，即使CTP、CTC的概念异常炽热，但矜重意思来讲，现在整体行业还处于从规范化模组加快向CTP本领繁华的历程中。
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家产链关节的改变与趋势
3.1、电池厂与整车厂的单干合作款式
根据电池建造的各个关节，整车厂洽购电池的模式也许有多种，从外购电芯到外购电池包。如今，正在电池须要加大、上游原质料涨价的背景下，整车厂纷繁往上游电池端蔓延——全体整车厂经过入股、合资等办法深度绑定电池供应商，另一全体整车厂直接独资建厂自研电芯。
CTP、CTC算作以电池为当中的承继妄图，电池企业相对于拥有较强的开垦劣势，也将经过本领改革、新产物推出渐渐整合电池包各零件的妄图与损耗，正在电池开垦中的话语权恐怕失去大幅选拔。
其余，CTC触及汽车底盘，是传统见解里整车最为枢纽的零件之一，整车厂尤其拥有本领劣势。叠加如上所述整车厂正在策略结构上异样正在向电池端迈进，力争掌握电池层面供应、代价以及本领的话语权。所以，电池厂也许借CTC向整车渗出，蔓延至底盘开垦范畴，而整车厂也许经过自研CTC来主导以及坚硬底盘开垦并渗出电池关节的研发与建造。
二者夹攻下，开始是第三方Pack企业的墟市份额被鲸吞，其次是电池厂与整车厂的合作款式将加剧。
3.2、电池建造家产链细分关节
电池层面的建造来看，正在电池包组织简化的历程中，大度机缘将呈现正在家产链的细分墟市中，行业对于一定部件的要求分明增高，有合作力的供应企业有望脱颖而出。
胶粘剂（组织胶、密封胶与导热胶）利用推广
模组内电芯的承载以及散热办法区分较大，有的经过胶体将电芯粘正在模组壳体上并施行热传导，有的直接正在电芯之间保全全体空气鼓鼓来散热并禁止电芯伸展。而CTP、CTC组织下，空气鼓鼓昭彰无异于电芯的流动以及撑持。正在削减了模组以及一些组织件的状况下，组织胶粘剂的利用将昭著推广来连贯流动电芯、撑持组织、阻热阻燃。比如刀片电池经过组织胶流动一切电芯；特斯拉CTC组织电芯之间选择树脂质料弥补，同时起到阻燃、热损坏以及组织性撑持的影响。
除了须要量推广，对于胶粘剂机能的要求也会有所进步。
-强度要求：为了取代原有模组组织的机器连贯，到达较好的粘接动机，胶粘剂须要有渊博的粘接强度以及本体强度（普通要求8MPa或以上），和对于粘接材质（比如3003铝合金）的符合性。同时也须要保险尽大概多的粘接面积以及被粘接材质较强的本体强度。
-弹性要求：为了避免电芯互相碰撞挤压，胶粘剂须要有较强的弹性，大概说柔韧性（普通要求断裂增长率到达100%以至高于150%）。今朝有多种束缚规划，有的树立有弹性的泡棉，有的正在电芯间直接留出间隙，麒麟电池的三合一弹性夹层也有这个着力。
-其余，对于胶粘剂还有着耐老化、阻燃性、绝缘性、导热性等诸多机能的要求。
-出于轻量化的须要，咱们还要求其有较低的密度。
个中优异的企业有回天新材及其投资创造的回天锂电新质料。
电池托盘主要性进步
组织件范畴，CTP、CTC本领的繁华对于电芯组织件作用较小，对于模组、电池包等成组关节的组织件作用较大。算作少许存储的组织件之一，电池托盘将须要承载更多电池系统零件的集成，也须要契合更高的防震、气鼓鼓密性、轻量化要求，所以电池托盘将负担更主要的角色。
从损耗建造来看，早期集体选择冲压本领，冲压工具为钢制质料；如今挤压与焊接逐渐成为主流，铝型材用量也大度推广；他日，压铸有望成为最无效的工艺，避免繁复的焊接工序、简化损耗过程，质料或将逐渐演变至镁铝合金、及碳纤维复合质料，设想空间较大。
个中展现亮眼的企业席卷以及胜股分、凌云股分等。
设施行业（建造设施、检测设施）智能化进级
电池损耗以及仓储历程中的智能化要求越来越高，设施迭代进级分明加快。为了满意对于电池大领域损耗、高安全性、高品格、低老本的要求，设施企业须要正在进步产量产速、升高建造老本的同时，完结更高规范的质量管控。
开始，设施开垦途径在从单机设施向分段或整线一体化迈进，比如电芯建造前工序的辊压分切一体机、激光模切卷绕一体机、切叠一体机等一体化智能装置，又如智能仓储关节的线库一体规划。设施以及规划的进级旨正在尽大概削减人工的依附，正在提速保质的同时，更好地做到工艺统一性，进而完结电芯统一性。
个中可存眷的企业有研发一体机设施的海裕百特、易鸿智能，和客制化妄图才干物流规划的开始智能等。
其次，测量以及检测设施的须要高速增添，呆板视觉在成为一大主流规划，并利用于全线，揭开电芯顶盖焊接检测、电芯外表检测、模组焊接、Pack组装等多个工艺关节。据高工锂电数据，2021年该范畴墟市领域已到达13.1亿元，同比增幅81.4%，瞻望2022年将到达20亿元。
呆板视觉相干范畴值得存眷的企业有奥普特、苏映视、易鸿智能、凌云光、章鱼博士（由蜂巢能源于2021年创制）等。
最终，应用仿真器械施行假造调试成为妄图与建造合资的助力。经过应用数字化的工艺，既能节流客户验收测试、现场验收测试的时光，又能削减物理验证，避免因妄图课题导致的老本节约，最小化设施障碍以及停机的告急。
个中可存眷的企业有海目星激光。
3.3、小结与思虑
1. 今朝推出CTP本领的企业主要以电池企业为主，推出CTC规划的三家企业都是整车厂。随着电池集成本领的不停推进，电池企业与整车厂的话语权夺取尤其剧烈。
CTP本领帮忙电池企业从电芯损耗关节越过到电池包关节，是电池企业扩展的一次表示。特定水准上，咱们也也许反过来领会为甚么CTP本领的推出与扩张开始产生正在海内，而非以前主导电池集成本领繁华的公共等传统车企。由于对于整车厂而言，保全电池包中模组组织也许保全其对于电池包开垦的主导权。而海内宁德时期侵夺半壁山河，有势力驱策这一降本增效的产物投入墟市；比亚迪既是电池企业又是整车厂，超强的垂直整合才略也保险它也许更多存眷本领本体上的好坏。
CTC本领途径尚没有够认识，静态电池的推出、充换电模式的变换等诸多因素都有大概上下其繁华。咱们以为，他日相干本领的试探会连续多多呈现，该范畴电池企业以及整车厂两方的合作也将更剧烈。
2. 集成化水准高的电池系统下，因为电池的木桶短板原理，对于电芯质量、电芯统一性有着更高的要求，又因为节略了大度部件，电池刚性、散热性等机能要求须要保全着的部件来满意。
全部来看，CTP、CTC本领的繁华将动员（1）胶粘剂用量以及质量要求升高，（2）托盘等组织件负担更多主要的影响，（3）智能建造在加紧铺开，并有望大领域利用，损耗关节从妄图到建造再到检测，各个关节的质量把控尤其矜重以及精巧。
传统车企电动化转型受到阻力、静态电池等新本领的研发掘起没有及预期，导致电池集成本领的推进没有如预期。
曹洋 首席分解师(有色金属)
从业资历号：F3012297
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