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CTP、CTB、CTC 技术路线全梳理及发展前景对比

发布日期:2023-07-14 浏览次数:870

这几年,电池结构演进成为电池企业技术发展的主流方向。以宁德时代、比亚迪和特斯拉为代表的企业,都在不断改进电芯形状和电池结构。

目前来看主要分为三代产品,CTP(Cell to Pack)、CTB(Cell to Body)和CTC(Cell to Chassis或Cell to Car),逐级发展集成度越来越高。今天就和大家聊一聊新能源动力电池MTP、CTP、CTB、CTC结构技术的发展情况以及他们相互的关系。


CTP、CTB、CTC 是什么?


将电芯装到车上,以前的主流步骤是:电芯(Cell)→模组(Module)→电池包(Pack)→车身(Body/Chassis)。


CTP(Cell to Pack)就是将模组这一步给省掉。CTC(Cell to Chassis)/CTB(Cell to Body)是相似的,就是进一步地将电池包这一步给省掉。


传统模式——CTP——CTC/CTB

表面上看,CTC/CTB技术更强一代,肯定比CTP技术强啊!其实也不能完全这么看,就只说CTP技术,也分为一代二代三代,每一代的差别都很大。也就是说,高级的CTP技术,不一定逊色于初级的CTC/CTB技术。


技术好不好,关键还是要看效果。效果就是:省出了多少空间。


CTP,CTB,CTC 分别有什么区别和优劣势?


▌CTP技术


CTP(Cell To Pack)技术,是对MTP技术一种精简优化的一种技术,是一种无模组电池包结构技术,电池包又作为整车结构件的一部分集成到车身地板上。


这种方式减少了模组本身的侧板、端板(模组结构件)和原本用于分隔模组以及帮助模组连接的横梁、纵梁(电池包装配支撑结构)等材料,整个电池结构极大简化,利用空间得到释放,同等尺寸的电池包容量得以扩展、电池组质量得以减轻,由此带来电池能量密度的提高和成本的降低。


CTP技术现有两种不同的路线。一是彻底取消模组的方案,以比亚迪刀片电池为代表;二是小模组整合为大模组的方案,以宁德时代CTP技术为代表。

最早是在2019年9月份,由中国宁德时代公司提出的,经过这几年的研究,CTP技术已经提升到了CTP3.0技术了,就是大家所称的麒麟电池。通过结构优化麒麟电池体积利用率提升了72%,相比于特斯拉的体积利用率提高了63%,搭配三元锂电芯系统能量密度可达255Wh/kg(较特斯拉4680电池提升约13%),能轻松让电动车实现1000km续航,并能支持4C充电倍率。


▌CTC/CTB技术


CTB,全称CelltoBody,是比亚迪在发布海豹时讲述的概念。核心特点是指将车身地板与电池上盖合二为一,这样体积利用率提升至66%,垂直空间增加10mm。

此外,零跑也在C01上市讲述了最新的CTC技术,但实际上仍然包含模组结构,不过也仍然为为电池布置空间增加14.5%,车身垂直空间增加10mm。

所以说,特斯拉或者零跑的CTC,与比亚迪CTB,其实是异曲同工之妙,都是将电池结构的一部分与整车的内饰地板做整合,从而实现高度集成化,减少零部件开发,增大车内空间。同时电池作为车身刚度支撑的一部分,让整车刚度进一步提升。


CTC开发还有较多难点,比如其对电芯一致性的要求更高,电芯由于充放电膨胀造成的形变和散热性能变差,强度和刚度系统设计都需系统性开发,还需要我们有待观察。


哪个更有发展前景?


从目前来看,趋势上一定是朝向高度集成化、减少零部件,带来更大空间,减少成本等方向发展。但是CTC/CTB这种直接与底盘进行整合的方式,对于换电来说是不可能实现的,如果说换电技术的持续发展,从目前来看会成为促进CTP进一步优化的出发点。


在汽车上,走高度集成的路线不止是电池系统,也见于新能源车的各个方面,比如新能源车的电子电气架构(EEA)的集成。

随着智能自动驾驶和智能座舱的发展,传统的基于ECU的分布式电子电气架构势必要向域集中的电子电气架构发展。汽车芯片通过整合,比如将从多个ECU收集的数据在同一个域控制器中统一处理,比如将上百个ECU浓缩到数个DCU或MCU里面。

EEA的发展,从分布式到域集中到域融合,到车载电脑和区域导向架构,到最终的车辆云计算的电子电气架构,实际也是走着高度集成化的道路。


所以我们看到,CTP只是一种电池包技术,CTC和CTB则是一类整车技术。虽然从集成度来说,CTB要稍逊于特斯拉的CTC方案,也就是说比亚迪的制造成本会略高于特斯拉。但是在结构安全和可维修性方面,比亚迪的CTB还是要更为出色,显然这种方案对用户更有利。

因此,CTC和CTB并不是CTP的重点,而两者所带来的结构价值,也会有所差异。

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