電池包的不同形式簡(jiǎn)介

針對(duì)目前電池包的形式，即CTP、CTC、CTB、CTM，下面我將簡(jiǎn)要介紹一下它們的含義。

CTP：Cell To Pack，意為將電芯直接組裝成電池包。在這種結(jié)構(gòu)中，電芯直接連接在一起形成整個(gè)電池包，省去了傳統(tǒng)模組的組裝過(guò)程。這種形式可以提高空間利用率，減少電池包的體積和重量，使得電池包更加緊湊，并且減少了連接電芯之間的損耗。

CTC：Cell To Chassis，意為將電芯直接集成到底盤(pán)結(jié)構(gòu)中。這種結(jié)構(gòu)將電池芯片直接安裝在車(chē)身底盤(pán)內(nèi)部，以最大限度地提高空間利用率。這種形式在理論上效率最高，但由于電動(dòng)汽車(chē)的特殊性和安全要求，目前的技術(shù)條件還無(wú)法簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)。

CTB：Cell To Body，意為將電芯直接集成到車(chē)身結(jié)構(gòu)中。這種結(jié)構(gòu)通過(guò)將電池芯片直接安裝在車(chē)身內(nèi)部，使得整個(gè)電池包與車(chē)身緊密結(jié)合，最大限度地提高空間利用率。這種形式在增加續(xù)航里程方面具有優(yōu)勢(shì)，但目前技術(shù)條件尚不成熟，實(shí)際應(yīng)用較少。

CTM：Cell To Module，意為將多顆電芯組合成為一個(gè)單體模組，然后通過(guò)一定的串并聯(lián)方式連接多個(gè)模組，形成整個(gè)電池包。使用這種結(jié)構(gòu)可以單獨(dú)更換有問(wèn)題的電芯，但制造工藝相對(duì)較為簡(jiǎn)單，綜合性能不如其他形式。

以上是對(duì)這幾種電池包形式的簡(jiǎn)要介紹，不同的形式有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，隨著技術(shù)的發(fā)展和需求的變化，電池包的形式也在不斷演進(jìn)。

“寧王”為代表的Cell To Pack

2019年，寧德時(shí)代推出了一種名為CTP的全新電池技術(shù)。CTP技術(shù)的核心在于取消了傳統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)，直接將電芯與殼體相結(jié)合，減少了端板和隔板的使用，進(jìn)一步提高了電池包的一體性和內(nèi)部空間利用率。

然而，隨之而來(lái)的問(wèn)題是模塊固定和冷卻的處理。從寧德時(shí)代開(kāi)始至今，主流方法是采用鋼帶或膠帶等材料將結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的方塊電池進(jìn)行固定，并通過(guò)導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠將大塊電池粘接到液冷板上。同時(shí)，底殼的工藝也采用了鑄鋁或鋁擠底殼，相比以往的大鋼板折邊焊接方式，更加符合量產(chǎn)和正向設(shè)計(jì)的要求。通過(guò)設(shè)計(jì)添加定位銷(xiāo)或卡槽的方式對(duì)電芯進(jìn)行限位。

散熱方面，采用了大面積冷板和托盤(pán)焊接的方式，同時(shí)冷板也起到了隔熱、溫控、緩沖和支撐的作用。相比之前簡(jiǎn)單粗暴地在每個(gè)或每2-4個(gè)相鄰模組下放置一塊單獨(dú)的水冷板的方式，這種制造工藝能夠徹底解決電池包內(nèi)冷卻液泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，并且具有更高的散熱效率。

雖然“寧王”采用的CTP1.0設(shè)計(jì)并非純無(wú)模塊設(shè)計(jì)，但在結(jié)構(gòu)上要比原來(lái)的技術(shù)更為優(yōu)越。CTP3.0麒麟電池技術(shù)則采用了更先進(jìn)的制造方式，可以說(shuō)是真正的無(wú)模塊設(shè)計(jì)。電芯的位置也從正置改為側(cè)置，采用全新的冷卻方案，冷板不僅起到散熱的作用，還兼具隔熱、溫控、緩沖和支撐的功能。底殼也采用相應(yīng)的限位設(shè)計(jì)固定電池，通過(guò)粘接方式成為一個(gè)整體。從外觀上看，CTP3.0相比于CTP1.0更加整齊統(tǒng)一。

到目前為止，幾乎所有的新能源車(chē)都采用了類(lèi)似的CTP制造方式。然而，電芯的粘接方式使得后期無(wú)法單獨(dú)更換某顆電芯。如果電池包內(nèi)的某個(gè)電芯出現(xiàn)故障，只能整個(gè)電池包一起更換，最終報(bào)廢。這是我咨詢(xún)某頭部電池制造商工程師所得到的答案。

然而，正是這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)證明了目前電芯性能的穩(wěn)定性已經(jīng)大大提高，基本不會(huì)出現(xiàn)單體故障的問(wèn)題，因此無(wú)需單獨(dú)更換電芯。同時(shí)，電芯的穩(wěn)定性提高也為CTP技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了前提條件。

CTB（Cell To Body）和CTC（Cell To Chassis）

時(shí)髦先進(jìn)的CTB（Cell To Body）和看起來(lái)很美的CTC（Cell To Chassis）之間存在本質(zhì)區(qū)別，其核心區(qū)別在于“底盤(pán)”一詞。需要先提出結(jié)論：迄今為止，在乘用車(chē)領(lǐng)域，CTC作為商業(yè)化車(chē)型尚未成熟。

關(guān)于某些廠商所宣稱(chēng)的CTC，我理解其只是為了在商業(yè)運(yùn)營(yíng)中打造差異化、引起記憶和制造話題而采用的詞語(yǔ)。因?yàn)檎嬲腃TC必須滿(mǎn)足一個(gè)必要條件，即與底盤(pán)直接融合，將電池芯與底盤(pán)結(jié)合成一個(gè)整體。

然而，當(dāng)前絕大多數(shù)乘用車(chē)都采用“承載式車(chē)身”，根本沒(méi)有所謂的“底盤(pán)”。因?yàn)橹挥蟹浅休d式車(chē)身，在車(chē)身上拆掉上部車(chē)廂后仍能夠繼續(xù)行駛的車(chē)型，才能真正稱(chēng)之為具備底盤(pán)的車(chē)型。

當(dāng)然，作為汽車(chē)媒體，在評(píng)價(jià)承載式車(chē)身的乘用車(chē)時(shí)，我們經(jīng)常使用“底盤(pán)”一詞來(lái)評(píng)價(jià)整車(chē)的操控性和穩(wěn)定性能，主要是為了方便大家理解。但事實(shí)上，需要明白的是，承載式車(chē)身就是絕大多數(shù)市面上乘用車(chē)的車(chē)身結(jié)構(gòu)，它們并沒(méi)有真正意義上的“底盤(pán)”。

因此，在承載式車(chē)身上，最準(zhǔn)確的說(shuō)法應(yīng)該是CTB，可以理解為：目前所看到的CTC和CTB實(shí)際上是相同的東西。只有當(dāng)非承載式車(chē)身的“滑板底盤(pán)”真正出現(xiàn)時(shí)，才能稱(chēng)之為CTC。

而CTB和之前提到的CTP最大的區(qū)別在于電池和車(chē)廂的密封完整性。CTP需要保留完整的電池模塊上下殼體，車(chē)廂和電池各自獨(dú)立進(jìn)行密封；而CTB則是將電池模塊的上蓋與車(chē)身底板合二為一，因此，電池模塊和車(chē)身底板中必然有一個(gè)是不完整的。

關(guān)于獨(dú)立完整的車(chē)廂和單獨(dú)密封的電池不需要過(guò)多解釋?zhuān)蠹叶己芮宄Ｎ覈L試以形象的方式描述一下不完整密封形式之間的差異：要么通過(guò)車(chē)身底板對(duì)電池進(jìn)行密封（例如比亞迪海豹），要么就是車(chē)載者坐在電池模塊上一起駕駛（例如特斯拉Model Y）。

CTB的優(yōu)勢(shì)在于將電池系統(tǒng)納入整車(chē)開(kāi)發(fā)流程中，整體布局、車(chē)身、懸掛和動(dòng)力電池部門(mén)需要密切協(xié)作。在平臺(tái)和車(chē)型開(kāi)發(fā)的早期階段就需要考慮電池設(shè)計(jì)對(duì)其他部分的影響，而不像以往的CTP和CTM可以進(jìn)行后期改動(dòng)。

這樣一來(lái)，整車(chē)戰(zhàn)略布局正式將電池包系統(tǒng)納入考慮范圍。這一決策對(duì)車(chē)輛的統(tǒng)一性、合理性、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和人機(jī)工程等方面帶來(lái)了顯著改善。另外，通過(guò)取消上蓋或車(chē)身底板的設(shè)計(jì)，車(chē)輛在Z向空間上得到了更大的自由度，可以增加大約10mm以上的高度。這個(gè)概念可以類(lèi)比增加一個(gè)遮陽(yáng)簾的厚度。

這也解釋了為什么開(kāi)比亞迪海豹時(shí)覺(jué)得它的人機(jī)工程接近傳統(tǒng)燃油車(chē)。這里所指的接近傳統(tǒng)燃油車(chē)是褒義，因?yàn)樵谇皫啄?，由于電池結(jié)構(gòu)的限制，電動(dòng)轎車(chē)的舒適度明顯低于燃油車(chē)。然而，通過(guò)采用比亞迪的刀片電池技術(shù)以及CTB技術(shù)，電池整包的厚度進(jìn)一步減小，最終實(shí)現(xiàn)了非常出色的前后排人機(jī)工程體驗(yàn)。

需要再次強(qiáng)調(diào)的是，如果不采用CTB技術(shù)，放在SUV上大家可能不會(huì)有太多感知，但放在轎車(chē)上，立即就能發(fā)現(xiàn)差異（例如蔚來(lái)ET5、ET7與類(lèi)似燃油車(chē)型后排人機(jī)工程舒適度的差異）。

此外，與CTM相比，CTP和CTB為整車(chē)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提供了相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，尤其是在扭轉(zhuǎn)剛度方面。CTM采用模組與底殼機(jī)械螺絲固定的方式，模組組件不參與力傳導(dǎo)，因此在車(chē)輛扭轉(zhuǎn)過(guò)程中無(wú)法提供更多的幫助。而CTP和CTB則采用電芯與底殼粘接的方式。

特斯拉的CTB技術(shù)更加突出，整個(gè)電池包內(nèi)部填充了用于絕緣和固定的粉色材料，具有極高的強(qiáng)度?？梢岳斫鉃檐?chē)底下塞了塊大號(hào)鐵板，因此其扭轉(zhuǎn)剛度超過(guò)40000N·m/deg，這在許多高性能和超豪華車(chē)型上才有的表現(xiàn)。

比如，之前在宣傳中，比亞迪海豹就聲稱(chēng)其扭轉(zhuǎn)剛度能與勞斯萊斯媲美，從這一點(diǎn)來(lái)看，并不夸大其詞。

另外，還有一種被稱(chēng)為“MTB”的設(shè)計(jì)，即“Module To Body”，采用電芯模組固定的方式，并取消電池上蓋，直接安裝在車(chē)輛上。目前零跑就采用了這種方案。

總的來(lái)說(shuō)，無(wú)論采用哪種設(shè)計(jì)，都有各自的特點(diǎn)，但本質(zhì)上都是為了盡可能地利用空間，塞入更多的電池。將電池包與車(chē)身結(jié)合進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，還可以減少零部件的使用，提高量產(chǎn)效率，降低成本，進(jìn)一步提升車(chē)輛的性能表現(xiàn)。

購(gòu)買(mǎi)車(chē)輛時(shí)，普通用戶(hù)很容易被官方的言辭所誤導(dǎo)，尤其是那些無(wú)法查證的百分比數(shù)據(jù)（比如車(chē)身車(chē)架提高了xx%的扭轉(zhuǎn)剛度，容量提升了xx%等等，百分比相對(duì)于的基準(zhǔn)不明確，只是一個(gè)空洞的數(shù)據(jù)）。我認(rèn)為，我們不必過(guò)分關(guān)注這些數(shù)字游戲，最終還是要根據(jù)自己的感受來(lái)做出判斷。

畢竟，無(wú)論宣傳得多么花哨，如果開(kāi)起來(lái)不好、坐起來(lái)不舒服、維護(hù)起來(lái)麻煩，那么最終會(huì)被時(shí)代所淘汰。

【免責(zé)聲明】版權(quán)歸原作者所有（公眾號(hào)-駕仕派），本文僅用于技術(shù)分享與交流，非商業(yè)用途！對(duì)文中觀點(diǎn)判斷均保持中立，若您認(rèn)為文中來(lái)源標(biāo)注與事實(shí)不符，若有涉及版權(quán)等請(qǐng)告知，將及時(shí)修訂刪除，感謝關(guān)注！

0、重磅 | 《新能源汽車(chē)動(dòng)力電池包PACK設(shè)計(jì)課程從入門(mén)到精通30講+免費(fèi)分享篇》視頻-2023年課程安排

為什么選擇這套課程：

大家好，我是LEVIN老師，近10年專(zhuān)注新能源動(dòng)力電池包PACK系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電池包熱管理設(shè)計(jì)及CFD仿真。

該課程是全網(wǎng)唯一系統(tǒng)層級(jí)的PACK設(shè)計(jì)教程，從零部件開(kāi)發(fā)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)校核一系列課程，重點(diǎn)關(guān)注零部件設(shè)計(jì)、熱管理零部件開(kāi)發(fā)、電氣零部件選型等，讓你從一個(gè)小白從零開(kāi)始入門(mén)學(xué)習(xí)新能源電池包設(shè)計(jì)。

2024新春佳節(jié)回饋新老新能源人，（新能源電池包技術(shù)）公眾號(hào)特惠，為方便大家提升，限量50份半價(jià)出售全套《新能源電池包PACK設(shè)計(jì)入門(mén)到進(jìn)階30講+免費(fèi)能分享篇》、《Fluent新能源電池包PACK熱管理仿真入門(mén)到進(jìn)階28講+番外篇》視頻課程，并送持續(xù)答疑！了解更多課程，加微信號(hào)詳詢(xún)：LEVIN_simu

1、獨(dú)家 | Ansys Fluent新能源動(dòng)力電池PACK熱仿真從入門(mén)到精通28講-2023年課程安排（電池包熱仿真）

說(shuō)明：第5部分為免費(fèi)分享篇，部分內(nèi)容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)公開(kāi)資料收集和整理，不作為商業(yè)用途。

解決動(dòng)力電池包MAP等效4C充電、熱失控?zé)嵋种啤?/span>恒功率AC/PTC滯環(huán)控制電路SOC模型設(shè)置教程；是目前市場(chǎng)上唯壹一套從PACK模型的簡(jiǎn)化到熱模型建立和后處理評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)講解。希望能幫助到大家。

了解更多《動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)設(shè)計(jì)》、《starccm+電池包熱仿真課程》、《儲(chǔ)能系統(tǒng)熱管理設(shè)計(jì)與仿真課程》，
關(guān)注公眾號(hào)：新能源電池包技術(shù)
或加右方微信號(hào)：LEVIN_simu

聲明：本文系轉(zhuǎn)載自互聯(lián)網(wǎng)，請(qǐng)讀者僅作參考，并自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。若對(duì)該稿件內(nèi)容有任何疑問(wèn)或質(zhì)疑，請(qǐng)立即與鐵甲網(wǎng)聯(lián)系，本網(wǎng)將迅速給您回應(yīng)并做處理，再次感謝您的閱讀與關(guān)注。