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動(dòng)力電池CTP技術(shù)
動(dòng)力電池CTP技術(shù)問(wèn)世兩年多后,已得到大規(guī)模應(yīng)用。在此之前,我們可能需要了解十大動(dòng)力電池公司。
CTP高度集成動(dòng)力電池(Cell To Pack),將電池直接集成到電池組中。由于省去了模塊組裝工藝,提高了CTP電池組的空間利用率,減輕了電池組的重量,提高了能量密度,降低了成本,這也是探索動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的重要方向。
首先采取行動(dòng)的是寧德時(shí)代。2019年9月,全球首款CTP電池組下線,安裝在北汽EU5車型上。與傳統(tǒng)電池組相比,CTP電池組的體積利用率提高了15%-20%,電池組組件數(shù)量減少了40%,生產(chǎn)效率提高了50%,能量密度可達(dá)200Wh/kg以上。
比亞迪緊隨其后,于2020年3月發(fā)布了其創(chuàng)新技術(shù)刀片電池。簡(jiǎn)單地說(shuō),電池的寬度無(wú)限延長(zhǎng),厚度變薄,以更快地實(shí)現(xiàn)900mm甚至1m的超長(zhǎng)電池。與傳統(tǒng)的方形電池相比,它具有“扁平”和“長(zhǎng)”的形狀。
隨著兩大動(dòng)力電池的大力推廣,CTP技術(shù)在2020年進(jìn)行了小規(guī)模測(cè)試,到2021年已在一批熱門新能源乘用車上成熟應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了規(guī)?;a(chǎn)。在此背景下,2022年,CTP電池大規(guī)模應(yīng)用的第一年即將開(kāi)啟。
一方面,自2021年以來(lái),寧德時(shí)代 CTP電池組已在特斯拉Model 3、Model Y、小鵬P7、蔚來(lái) ES6等高性價(jià)比車型中大規(guī)模推出。此前有消息稱,配備CTP電池的蔚來(lái) ET7也將交付。
一組可供參考的數(shù)據(jù)是,2021年,Model 3和Model Y將在全球交付超過(guò)91萬(wàn)輛,其中上海工廠將交付超過(guò)41萬(wàn)輛。搭載CATL CTP電池組的國(guó)產(chǎn)Model 3占比超過(guò)80%,在Model Y領(lǐng)域的滲透率加快。
另一方面,比亞迪也明確宣布旗下所有車型均配備刀片電池。2021年,比亞迪將銷售近60萬(wàn)輛乘用車。2022年,該公司計(jì)劃推出不少于20款新車型,包括流行車型的DMi版本,如Han DM-i、Qin Plus DM-i和Song MAX DM-i。
同時(shí),蜂巢能源推出的短刀電池也將以CTP的形式提供支持,并已確認(rèn)安裝在ORA型號(hào)上。
除了方形CTP電池,包括遠(yuǎn)景動(dòng)力在內(nèi)的軟包裝電池公司也在積極探索CTP解決方案。其中,遠(yuǎn)景動(dòng)力基于軟封裝大模塊概念推出的積木式電池技術(shù)已經(jīng)成熟,并向國(guó)際車企發(fā)送樣品,中國(guó)的大規(guī)模推廣迫在眉睫。遠(yuǎn)景動(dòng)力軟包CTP的電池容量將在同一空間內(nèi)翻一番,電池壽命將延長(zhǎng)至1000公里。預(yù)計(jì)將于2024年大規(guī)模生產(chǎn)。
流行機(jī)型流行背后的邏輯是,通過(guò)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,提高了CTP電池組的空間利用率,降低了電池組的重量,提高了能量密度,降低了成本。
更重要的是,CTP技術(shù)與LFP電池的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了成本、安全性和能量密度的最優(yōu)解決方案,產(chǎn)品在各種流行型號(hào)中不斷得到驗(yàn)證和推廣。
2021年以來(lái),原材料價(jià)格上漲,電池公司的成本壓力巨大,LFP電池的推出速度加快。寧德時(shí)代CTP技術(shù)和比亞迪刀片電池都使用LFP來(lái)實(shí)現(xiàn)成本、安全性和能量密度的平衡。Model 3、漢EV等熱門車型的大規(guī)模生產(chǎn)將進(jìn)一步推動(dòng)CTP電池組的大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。
在這種背景下,中國(guó)電池公司已經(jīng)從引領(lǐng)全球CTP技術(shù)的發(fā)展轉(zhuǎn)向了CTP技術(shù)在全球的出口。2021年,現(xiàn)代與現(xiàn)代摩比斯簽署了一項(xiàng)戰(zhàn)略協(xié)議,授權(quán)后者使用其CTP技術(shù),并支持后者在韓國(guó)和世界各地供應(yīng)CTP相關(guān)電池產(chǎn)品。
CTP迎來(lái)大規(guī)模應(yīng)用的第一年
它已經(jīng)在Model 3、Model Y和Han EV等熱門車型中成功驗(yàn)證并大規(guī)模應(yīng)用。CTP+LFP電池組實(shí)現(xiàn)了成本、安全性和能量密度的平衡。大規(guī)模促銷為市場(chǎng)提供了機(jī)會(huì)。
自2020年以來(lái),LFP電池在乘用車領(lǐng)域的滲透率和接受度持續(xù)上升。Model Y、Model 3、比亞迪漢EV、宏光Mini EV等現(xiàn)象級(jí)車型的大規(guī)模引進(jìn)和應(yīng)用,同時(shí)受到梅賽德斯-奔馳、大眾、雷諾、現(xiàn)代等一批國(guó)際主機(jī)廠的青睞,成為其入門級(jí)電動(dòng)汽車電池的重要選擇。
數(shù)據(jù)顯示,2021年磷酸鐵鋰動(dòng)力電池裝機(jī)容量為65.4GWh,同比增長(zhǎng)204%。增長(zhǎng)率遠(yuǎn)高于三元?jiǎng)恿﹄姵氐?7%,占比近47%。2022年,它將與三元電池展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。在這里,您可以參考十大磷酸鐵鋰動(dòng)力電池制造商。
寧德時(shí)代CTP技術(shù)一開(kāi)始就鎖定了LFP電池,隨后在三元領(lǐng)域加速推廣,目前已滲透到乘用車和商用車領(lǐng)域;比亞迪的刀片電池宣布將全面改用LFP電池,其車型將采用全刀片電池。
憑借LFP電池,寧德時(shí)代和比亞迪這兩大電池廠商的CTP技術(shù)已滲透到2021年新能源銷量前十的40%。
使用CTP技術(shù)的Model Y、Model 3、Qin Plus和Han EV四款車型將分別位列2021年新能源汽車銷量排行榜的第二、第三、第五和第六位。
其中,兩款特斯拉車型的裝機(jī)容量接近20GWh,其中,寧德時(shí)代CTP電池占比近70%,比亞迪配備了其刀片電池。
除了特斯拉,寧德時(shí)代CTP還配備了NIO ES6、Xpeng G3、Xpen P7,并將為今年或未來(lái)推出的許多新車型提供NIO ET7、榮威RES33和Nezha。
比亞迪的熱門車型DMI系列也相繼上市。該公司在2022年推出20多款新車型,包括流行車型的DMi版本,如Han DM-i、Qin Plus DM-i和Song MAX DM-i,達(dá)到150萬(wàn)輛汽車。
新的電池供應(yīng)格局和供應(yīng)鏈機(jī)遇
在CTP電池組大規(guī)模應(yīng)用的同時(shí),電池公司和原始設(shè)備制造商的新供應(yīng)模式正在加速形成。
在電池組CTP之后,整個(gè)生產(chǎn)和制造過(guò)程將進(jìn)行重大創(chuàng)新。主機(jī)廠將從原來(lái)組裝電池組的方式購(gòu)買電池和模塊,轉(zhuǎn)變?yōu)閺碾姵毓菊w購(gòu)買電池組。
特別是電池公司持續(xù)推進(jìn)集成電池組和集成底盤全產(chǎn)業(yè)鏈布局。整合和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新有效增強(qiáng)了電池工廠在零部件供應(yīng)鏈中的力量。
一方面,CTP/CTC技術(shù)創(chuàng)新電池公司的整體開(kāi)發(fā)和應(yīng)用早于代工公司,CTP技術(shù)的落地明顯領(lǐng)先。另一方面,以電池為核心,輔以相應(yīng)零部件的一體化設(shè)計(jì),電池工廠更有發(fā)展優(yōu)勢(shì)。
值得一提的是,在制造過(guò)程中,與傳統(tǒng)電池組相比,CTP電池組去掉了模塊,并且在簡(jiǎn)化pack結(jié)構(gòu)的過(guò)程中,不同結(jié)構(gòu)和材料以及傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件的使用的增加或減少都在生產(chǎn)供應(yīng)中。結(jié)構(gòu)也將發(fā)生重大變化。
一方面,使用一些新材料部件,如熱粘合劑、結(jié)構(gòu)粘合劑和絕緣部件;另一方面,傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)件的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了遷移,客戶結(jié)構(gòu)從以前的汽車公司逐漸滲透到電池公司。
在結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域,CTP技術(shù)對(duì)電池托盤的抗震性、氣密性和輕量化提出了更高的要求。基于此,所使用的材料也在不斷發(fā)展,鋼等新材料的應(yīng)用→ 鋁合金→ 對(duì)鎂鋁合金/塑料和碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行了探索。
在材料部件領(lǐng)域,CTP結(jié)構(gòu)電池組設(shè)計(jì)消除或大大消除了中間模塊組件,并使用大量膠水連接和固定電池單元,因此結(jié)構(gòu)膠和導(dǎo)熱膠的應(yīng)用增加。
基于此,電池組的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化將繼續(xù)深化,整個(gè)電池組生產(chǎn)過(guò)程的集中度將繼續(xù)提高。
特別是在CTC時(shí)代,電池組的生產(chǎn)將從分散的原始設(shè)備制造商轉(zhuǎn)向更集中的電池工廠,并在結(jié)構(gòu)件和材料領(lǐng)域提供新的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。