动力电池无模组技术会成为主流吗?

发布时间: 2019-11-07 18:18:09 来源: admin

宁德时代的Ctp电池组

动力电池系统如何降低成本?

增加电池芯,减轻结构部件的重量,提高自动化效率。

另一种方法是取消电池模块。

在2019年德国法兰克福国际车展上,宁德时代推出了全新的ctp高集成度动力电池开发平台(cell to pack),这意味着电池直接集成到电池组中。

宁德时代并不是国内第一家发布ctp技术的企业。蜂窝能源早在7月9日就发布了这项技术,比亚迪也在中国开发这项技术。

业内人士对ctp的安全性、使用寿命、售后服务和梯队利用提出了一些质疑。然而,根据《电动汽车观察家》的理解,电池公司也找到了解决上述问题的对策。

让我们仔细看看ctp技术。为什么这么多电池公司选择这项技术?这项技术能成为未来的新趋势吗?

模块1有什么用?

因为据说模块没有直接集成到电池组中,所以有必要了解模块的功能。

所谓的模块是指一些相关的部件形成一个模块,这也可以理解为组件的概念。例如,传统汽车的前散热器模块,电子行业也将有称为模块的功能集成模块。在电池组领域,几个电池、导电排、采样单元和一些必要的结构支撑部件被集成以形成模块,也称为模块。

三路动力电池模块

早期,一些动力电池组使用圆柱形电池。例如,特斯拉使用了7000多个电池。如果直接装配到电池盒中,装配复杂性将大大增加,生产效率将非常低。因此,提前整合一些细胞是非常重要的。这也是电池模块产生的重要原因之一。

该模块的另一个优点是经过模块化设计后,便于售后维护,可以实现单个模块或多个模块的更换。

就像硬币的两面一样,模块的应用需要增加一些额外的部分,模块越多,额外的部分就会越多。这些附加组件将导致电池组的成本和重量增加。

同样,特斯拉。特斯拉最初使用了10多个模块,但现在只有4个大型模块用于型号3,大大减少了冗余组件。此外,大容量方形铝壳电池组电池的应用、电池组电池的技术创新和生产一致性的提高也为模块移除提供了机会。

2 ctp在降低成本和增加密度方面具有明显优势

取消该模块会有什么影响?

宁德时代的数据显示,ctp电池组的体积利用率提高了15%-20%,电池组零件数量减少了40%,生产效率提高了50%,电池组的能量密度提高了10%-15%,达到200瓦时/千克以上,大大降低了动力电池的制造成本。

宁德时代ctp简介

蜂巢的数据显示,与传统的590模块相比,ctp的第一代组件少24%,第二代组件分组效率高5-10%,空间利用率高5%,组件少22%。

蜂窝能源ctp简介

仅从两组公开数据很难看出这两种技术的优缺点,但是这两种ctp在减少部件和增加能量密度方面做得很好。

没有模块的另一个优点是简化了生产过程。蜂窝能源相关人士告诉《电动汽车观察家》,传统技术是通过一定的框架结构形成模块。模块应该离线测试,然后储存和运输。如果包装和模块不在同一工厂,则需要额外的存储、进货检验、在线检验和其他过程。这些过程需要投入人力资源、设备、场地和其他资源。

无模块方案可以有效缩短生产线,减少工艺浪费。电池单元在线堆叠在线检测,直接放入电池盒中,大大减少了循环过程,同时也减少了传统模块的边框焊接过程。其中,仅焊接设备就需要数百万美元。

3行业的几个疑问

在业内许多人看来,ctp不是一项新技术。它曾用于磷酸铁锂和客车领域。由于客车电池布置空间大,磷酸铁锂电池稳定性强,应用广泛。

然而,与客车用磷酸铁锂的组合不同,这种ctp技术将主要应用于客车领域,三元电池的可能性很高。例如,宁德时代与北汽新能源的合作就是三元电池。正因为如此,一些业内人士也对这项技术提出了一些质疑。

○三元电池热稳定性差。如何提高安全性?

一家电池系统制造商的相关负责人马先生表示,传统电池组中的模块之间有一定的距离,可用于散热。模块本身还具有隔热设计,针对单体热失控产生的热流和气流以及散发的导电物质采取有针对性的措施,对热失控传输有一定的抑制作用。Ctp已经成为一个“大模块”。这个空间足够保留吗?

蜂窝技术人员认为,散热和绝缘是ctp的优势。“早期的模块使用磷酸铁锂芯来形成355毫米长的vda模块。由于其高稳定性,没有考虑足够的隔热间隙。与流行的meb规范相似的590毫米长的后一个模块受到规范的限制,因此电池之间隔热和缓冲材料的选择受到限制,只能寻找一些小尺寸和高性能的材料。为了满足安全要求,必须支付相对较高的费用。”

该技术人员补充道:“相对而言,ctp可以获得相对较大的间隙空间,因为某些零件的减少会带来更多的空间,而其自身尺寸受到的限制相对较小,从而使材料的选择更有可能,并实现成本的降低。”

宁德时代这个问题的解决方案还不清楚。不过,也有相关汽车公司电池部门负责人透露,宁德时代也在电池组中预留了一些散热空间,整体效果仍然不错。

○ctp影响生活吗?

对于三元电池,传统模块具有预紧力(电池在循环后膨胀,如果不加以约束会影响使用寿命;设计目的是保证电池的使用寿命,预紧力通过实验得到验证。ctp的多单元集成设计增加了设置预紧力的难度。这会影响细胞的寿命吗?

对此,蜂窝技术人员表示,蜂窝的ctp继承了集成技术中传统模块的集成经验,通过箱体直接对电池单元施加一定的预紧力,同时应用灵活的空间优势,使电池单元适当膨胀,从而提高了集成对电池单元寿命的影响,提高了电池系统的寿命。

法兰克福展出蜂窝无模块电池组

○售后维护成本和梯队利用难度会增加吗?

马云认为传统电池组内部有一个模块,当电池出现问题时可以更换。如果非模块电池组有问题,是否应该更换整个电池组?恐怕4s店解决不了这个问题。很有可能将它返还给电池制造商进行维护。售后成本会显著增加吗?

长安汽车欧尚研究所新能源动力技术副总工程师韩风也表示,并不是所有通常退役的动力电池都损坏了。在传统的带有模块的电池组中,只需要挑选电池损坏的模块,其他没有问题的模块可以直接分步使用。然而,没有该模块,更难消除受损细胞,并且在梯队中使用它们非常麻烦。

对于以上两个问题,我不知道宁德时代是否有什么对策。然而,蜂巢能源表示,他们的ctp技术已经考虑到了这个问题。一方面,它们通过严格的过程控制来确保电池一致性,以降低故障率。另一方面,它们的ctp能在一定程度上实现电池芯的拆卸,便于维护和梯队使用。

事实上,如果能够准确地确定单个故障电池组电池,并且能够由一线维护人员拆卸和更换单个电池组电池,则维护成本肯定低于更换模块的维护成本。

它能成为一种发展趋势吗?

对于业界的一些疑虑,似乎没有模块电池组能找到解决方案。这种解决方案真的会被越来越多的宿主植物接受吗?

韩风坦率地说,这项技术仍然对企业有吸引力。采用这种技术的宁德时代的动力电池价格不再高,可以赶上第二梯队的电池企业水平。"对于整个汽车企业来说,他们自然想以更低的价格购买更好的产品."

韩风认为,作为一家主机厂,首先要考虑的是降低成本,特别是在补贴大幅下降的情况下,整个汽车企业的成本压力将直接传递给电池企业,而电池企业必须有应对计划。

目前,一些电池公司推出的ctp方案可以降低电池组的0.1元/瓦时。尤其是在价格要求极其严格的磷酸铁锂电池领域,这一下降幅度相当大。

宁德时代eu5上使用的Ctp

在降低动力锂离子电池成本的过程中,出现了各种各样的技术和路线,这些方法不仅仅限于电池集成,还包括材料选择、工艺优化、标准化、大型模块等。例如,早期a123使用电缆扎带。叶子采用太软的包装;集成小模块的时代,以及将大模块与包集成的时代。标准vda355mm长模块首次在国外推出,公众推出meb590mm长模块。特斯拉甚至发明了一个近两米长的超大模块。

Ctp的纯电动汽车动力电池包装即将上市,哪种降低成本技术更好,市场应该告诉我们答案。(结束)

资料来源:第一电网

作者:电动汽车观察员

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