钜大LARGE | 点击量:2049次 | 2020年01月17日
动力电池CTP还没落地,CTV已经在路上了
汽车电动化的发展,让动力电池集成开始加速向以整车需求为主的方向进军。
据高工锂电技术与应用了解,目前CTP电池包技术,尚未完全落地。
虽然其体积利用率提升、生产效率变好、零部件减少、电池系统能量提升,但仍旧存在空间利用率低、集成度差、成本高等问题。
而随着电动汽车对于便捷性,安全性,轻量化的提升,CelltoChassis(电池到底盘)和CellToVehicle(电池到车辆)逐渐成为技术研发和应用的重要方向。
其中,美国一家电动汽车初创公司canoo宣布,旗下首款纯电动汽车采用滑板式底盘结构,不设计单独的动力电池包,直接将动力电池组与底盘融为一体,可称之为CelltoChassis。
这样不但减轻底盘重量,降低一部分成本,还可以将车内空间最大化,有利于车联网等智能设施布局。
图1canoo旗下滑板式底盘
该车量产版本的动力电池容量为80千瓦时,在EPA工况下续航里程可达250英里(约为402公里),预计2021年正式推出。
图2canoo旗下车型
还有福特汽车专利《US20190351750A1Body-on-frameelectricvehiclewithbatterypackintegraltoframe》,也发明一种动力电池集成到汽车底板方式。
图3福特电池集成底板
从图3可看出,该专利通过在车身框架中设置多根横梁,然后用横梁切割出一定空间,进行动力电池集成。
图4隔间和底板示意图
图4显示出隔间和底板,能看出动力电池集成到分割的空间,底部有底板起支撑作用。
图5横梁分割电池集成图
再比如图5,有横梁构造分割结构,能直接让动力电池集成到空间里,同时对整体结构刚度和热失控隔离有好处,实现电芯工艺提升。
还有直接把电池“模组”或电池块吊装在底盘里面,如图6所示,直接把电池包给简化掉,即以整车为主体需求进行集成,称之为CellToVehicle。
图6Benteler一体化电池
关于国外的动力电池集成CTC或CTV技术,有电池企业的专业人士反馈,整体来看,都无法脱离整车底盘,不能形成一个单独的动力系统或电池包。这种方案在国外也许能行得通,但用在国内,还有待观察。
一方面目前国内对汽车动力电池有相应的国家标准以及强检要求(如振动测试)等,技术指标上通过难度大。
另一方面整车上公告时,要体现很多参数(如重量、尺寸等结构方面)。当电池与底盘连接在一起,通过公告要求,暂时看还没办法实现。
也有主机厂的高层专家人士认为,国外对动力电池集成CTC或CTV技术先用专利覆盖,本质上只是概念化阐述,先提前把可能性垄断,保证其开发权力。至于如何把技术落到实用阶段,现实上降低电池系统成本,结果还尚未可知。
事实上,动力电池的本质是整车构成的一个关键核心零件,消费者购买时,看重的依然是整车性价比。
换种不太精准的说法,跟芯片与计算机的关系发展历程相似。最初芯片是直接组装到集成电路进行使用,如今装载在电脑或手机上,可精准拆卸。
因此,随着动力电池的技术成熟和集成度提高,动力电池完全可能像核心零部件一样,以整车需求为主,进行配套安装。
当然就目前技术发展来看,CellToVehicle还只是个概念,难点在于系统集成过于复杂。
尤其是各种结构件设计、电气元器件安装、系统软件集成、电磁信号传递与干扰、安全性防控等还要进一步发展和数据验证。
不过从成本角度看,动力电池集成技术走以整车功能实现为主,缩减过程冗余和不合理损耗,确实值得行业借鉴和思考。
声明:文中图片来源于宁德时代、知化汽车、汽车电子与设计,另外部分内容参考来源汽车电子与设计。