电动汽车动力电池的设计分为哪几个阶段?哪个会是未来的大势所趋?

电动汽车动力电池的设计分为哪几个阶段?哪个会是未来的大势所趋?_58汽车

目前,电动汽车动力电池的设计经历了三个主要阶段。最初,电池包采用“电芯-模组-电池包”的三级结构,虽然简化了开发和装配过程,但存在空间利用率低和成本高的问题。为了解决这些问题,行业引入了CTP(CellToPack)无模组技术,它通过直接将电芯集成到电池包中,减少了模组的使用,从而降低了成本并提高了空间利用率和能量密度。比亚迪和宁德时代等公司通过这种技术显著降低了成本。最新的CTC(CellToChassis)技术进一步发展了这一理念,将电芯直接集成到底盘上,实现了车身、电池和底盘的一体化,进一步提升了能量密度和车辆轻量化。然而,CTC技术也带来了无法换电和维护成本高的问题。尽管如此,随着技术的不断进步,CTC模式有望成为未来的主流趋势,但同时也需要解决相关的安全和维护问题。

目前看来,动力电池的设计主要经过了三个版本:

这个阶段的电池Pack结构,通常由“电芯-模组-电池包”的三级装配结构组成。

在1.0阶段中,主要设计思路为:先将电芯组装成模组,再把模组组装在一块,统一加上保护壳,成为大家所熟悉的电池包,然后再把电池包放在车上,以满足动力需求。

因为有了模组的存在,就让电池包开发相对简单,而且装配也不复杂。

缺点:无法灵活进行电量和电压配组,零部件多,电芯空间占比小,空间利用率低,而且整体成本较高。

动力电池成本占比大家都很清楚,该如何降低成本,一直是个问题。

通过不断减少电池模组的使用,不仅能够减少成本,还能增加空间利用率,但如何做到模组的使用率下降呢?

这就进入了第二个阶段:CTP(CellToPack)无模组技术

顾名思义,这个阶段的电池设计思路为:取消传统的模组,直接将电芯集成到电池包内部,减少或者直接取消了电池模组,再将电池包放置于车身底板,满足动力需求。

主要分为两种技术路线:

这个技术有个很明显的优点:轻量化。

CTP技术能够最大程度的减少电池Pack内部各个模组之间的侧板、底板、连接线束、固定件、非必要的横梁,纵梁等零部件,对于电池的轻量化非常有帮助。

另外,能量密度也能得到提升。

还有就是成本低。以比亚迪为例,新产品的成本可以降低20%-30%,宁德时代因为生产效率提升可以达到40%以上,所以对于其影响也是非常大的。

CTC可以理解为CTP技术的进一步发展,核心就是将模组和电池包同时优化,CTC直接将电芯集成在底盘之上,电池骨架结构和底盘车身结构合二为一。

简单点说,就是车身、电池和底盘融为一体,大幅提升电池包的能量密度,效率提升,车辆整体也会更将轻量化。

零跑是国内率先发布CTC方案的企业,根据零跑公布的数据显示,CTC技术使零跑C01整车垂直空间增加10mm,电池布置空间增加14.5%,同时搭配AIBMS大数据电池管理系统,能够让整车续航里程提升10%。

与特斯拉的“无底板车身+密封电池”CTC技术不同的是,零跑采用的是“完整车身+电池托盘”的方案,去掉了电池包的上盖,优先保证的是乘员舱的密闭性。

但是,采用CTC技术就意味着无法进行换电,且维护成本较高,由于电池组和底盘的高度集成关系,应用CTC方案的车辆将难以适配换电补能。

总结:

在未来,动力电池CTC模式或许会成为主流趋势,但如何解决相关的安全以及维护成本、汽车补能方式等一系列问题,也是各大厂商需要考虑的地方。

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