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彻底放弃模组?宁德时代放的大招缘何被德国车企不屑一顾

发布日期:2019-09-11   作者:星耀   浏览次数:910

如果说宁德时代有黑科技应用到CTP电池包上,那一定离不开一个基本事实,就是电池的串并联关系将如何改变。也就是一个3.7V或者3.2V电压的单体电池,究竟是先通过并联把容量并大,同时解决大模组中可能出现的单个电池故障,因为并联不影响其它电池的这个问题;还是一开始,就通过串联增大电压,并且通过电池管理,解决电池单体故障进而影响其它电池的问题。这就是一个兼具物理与化学两个学科的大问题。
至少目前看,全球主流的技术路线,除了特斯拉使用的圆柱电池,是先并联,成组后串联外,其余的,包括日产、本田、大众的电池pack,全部要先串联,做成模组后再并联。

CTP电池包是什么?

这里先介绍一下单体(cell)、电池组(Batteries)和电池包(pack)的概念。
单体(cell):组成电池组(Batteries)和电池包(pack)的最基本的元素,一般能提供的电压是3v-4v之间;
电池组(Batteries):由多个单体(cell)集合,构成一个单一的物理模块,提供更高的电压和容量(例如,一个电池模块,使用四个单体串联提供名义上的12V的电压,或者多个单体(cell)并联提供更大的容量);
电池包(pack):一般是由多个电池组(Batteries)集合而成的,同时,还加入了电池管理系统(BMS)等,也就是电池厂最后提供给用户的产品。也就是大家经常说的动力电池。

目前在电动汽车上广泛使用的电池包就是采用这种从单体——模组——电池包的成组方式,而宁德时代相当于是直接省去了模组这一环节,把电芯直接集成到电池包。

电池模组真的能略过吗?

传统电池包已经用了很多年,无论是电池厂还是整车厂,都在努力提高电池包能量密度,同时追求更低的成本。为了实现这一目标,基本都是通过改进电池生产工艺、去除杂质、寻找新材料等方式。而宁德时代此次通过省去电池模组这一关键电池生产环节来提质降本真的算是颠覆式创新了。
根据《中国制造2025》明确的动力电池的技术目标,到2020年,我国动力电池单体能量密度要达到300Wh/kg以上,从目前的技术水平来看,有部分电池企业已经能够达到这一水准,但是到了电池包上,能量密度就不太容易提高了。

电车汇数据智库显示,目前销售的新能源汽车中电池包能量密度最高的为182.44Wh/kg,电芯在组成电池包后能量密度大幅缩水。电池模组既占重量又占体积,从这个角度去看,如果去电电池模组对于提高系统能量密度是大有帮助的。但为什么截至目前只有宁德时代一家这么做呢?

电车汇从某电池厂技术工程师处了解到,电池模组可以理解为锂离子电芯经串并联方式组合,加装单体电池监控与管理装置后形成的电芯与电池包的中间产品,电池模组的结构必须对电芯起到支撑、固定和保护作用,还要满足完好固定电芯位置并保护其不发生有损性能的形变、满足载流性能要求、满足对电芯温度的控制、遇到严重异常时及时断电、避免热失控的传播等等功能。如果取消了电池模组,直接由电芯组成电池包,那么电池的可靠性就会降低。 

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