钜大LARGE | 点击量：885次 | 2021年08月30日
动力锂电池无模组技术到底可不可以成为主流？
模组有什么用？
既然说是取消模组笔直集成到电池组，那么就要弄清楚模组的用途。
所谓模组，就是将部分相关零部件构成一个模块，也可以理解为一个零部件集合、总成的概念。例如传统车辆的前端散热器模块，电子行业也会有功能集成模块叫做模组。在电池组这一范畴，将若干电芯、导电排、采样单元及一些必要的结构支撑部件集成在一起构成一个模块，也叫模组。
三元动力锂离子电池模组
早期部分动力锂离子电池组采用圆柱电芯，例如特斯拉采用7000多个电芯，倘若笔直组装到电池箱体内部，其装配复杂程度会大大新增，加工效率也会非常低，因此将部分电芯进行预先集成绩变得十分紧要。这也是电池模组出现的紧要原由之一。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
模组的另一个优点在于，模块化设计后便于售后维修，可以实现单个模块或模组的更换。
正如硬币的两面，模组的使用也不得不新增部分额外的零部件，并且模组数量越多，附加零部件就会越多。这些额外新增的零部件都会导致电池组的成本、重量上升。
与此类似的是特斯拉。最初特斯拉采用10多个模组，如今在Model3上面仅用了4个大尺寸模组，大大减少了冗余部件。此外，大容量方形铝壳电芯的使用，电芯技术革新、加工一致性提高也为去模组供应了机遇。
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CTP降本、提密度优点分明
取消模组究竟能出现如何的效果？
宁德时代的数据显示，CTP电池组体积利用率提高了15%-20%，电池组零部件数量减少40%，加工效率提升了50%，电池组能量密度提升了10%-15%，可达到200Wh/kg以上，大幅降低动力锂离子电池的制造成本。
蜂巢的数据是，与传统590模组相比，CTP第一代减少24%的零部件，第二代成组效率提升5-10%，空间利用率提升5%，零部件数量再减少22%。
仅从两组宣传数据，很难看出两者技术的优劣，但两家CTP在减少零部件、提升能量密度方面，实在表现不错。
无模组的另一优点在于，产品加工流程的简化。蜂巢能源相关人向《电动汽车观察家》解析说，传统技术是电芯通过一定框架结构构成模组，模组要进行下线测试，然后进行存储，转运。倘若PACK与模组不在同一厂区，还要额外的存储，进货检验，上线检验等流程。这些工序过程都要投入人力、设备、场地等资源。
采用无模组办法可以有效缩短产线、减少过程浪费，电芯在线堆叠在线测试，笔直放入电池箱体，大大减少流转过程，同时减少了传统模组的边框焊接工艺过程。这其中，单是焊接设备就要数百万元。
业内人士的几点疑虑
在很多业内人士看来，CTP并非新技术，往日多用于磷酸铁锂及客车范畴，由于客车电池排布空间大，磷酸铁锂离子电池的稳定性较强，使用颇为广泛。
但与客车+磷酸铁锂的组合完全不同，此次CTP技术大多会使用在乘用车范畴，大概率是三元电池。例如宁德时代与北汽新能源合作，就是采用的三元电池。正因如此，一些业内人士对这一技术也提出了几点疑虑。
○三元电池热稳定性较差，要怎么样提高安全性？
在某电池系统加工公司相关负责人马先生看来，传统电池组中，模组间存在一定距离，可以用作散热。模组本身也有隔热设计，对单体热失控出现的热流、气流，以及喷射的导电物质采取了针对性的措施，对热失控传播有一定的抑制用途。CTP变成一个大模组，这部分空间预留会不会不够？
蜂巢相关技术人员看来，散热、隔热好正是CTP的优点所在。早期模组采用磷酸铁锂电芯构成VDA规格长度355mm的模组，由于其稳定性较高，并未考虑预留足够隔热间隙；后期类似大众MEb规格长度590mm的模组，则受限于规格影响，电芯间的隔热缓冲材料选择就受到限制，只能寻求一些小尺寸高性能的材料，为了满足安全就得相对付出高昂的成本。
该技术人员补充道：相对而言，CTP因为减少一些零部件可以带来更多的空间，且其自身尺寸受到限制相对较少，因此可以获得相对较大的间隙空间，使得材料的选择具有更多可能，从而实现成本降低。
宁德时代对此的处理办法尚不清楚。不过也有相关车企电池部门负责人透露，宁德时代在电池组中也预留了一些空间，进行散热，整体效果还可以。
○CTP会对寿命出现影响吗？
针对三元电池来说，传统模组有预紧力（电芯循环后会膨胀，倘若不束缚会影响寿命；束缚过紧，同样寿命减少或带来安全问题）设计来保障电池的使用寿命，而且这个预紧力是经过试验验证了的。CTP的多电芯集成设计，新增了预紧力设定的难度，对电芯的寿命会不会有影响？
对此，蜂巢技术人员表示，蜂巢的CTP在集成技术继承了传统模组的集成相关相关经验，笔直通过箱体对电芯施加一定的预紧力，同时会使用灵活的空间优点，准许电芯适当膨胀使得集成对电芯寿命的影响得到改善，使得电池系统的寿命有所提升。
○售后维护成本、梯次利用难度是不是会新增？
马先生认为，传统电池组内部有模组，电池出现问题时可以通过更换电池模组处理；一旦无模组电池组出现问题，是否要整包替换呢？这恐怕不是4S店可以处理的了，大概率要退回电池厂家维修，售后成本是不是会大幅新增？
长安汽车欧尚研究院新能源动力技术副总工程师韩锋也表示，一般退役的动力锂离子电池，并不是所有电芯都有损坏。在传统有模组的电池组中，只要挑出有损坏电芯的模组，其他没有问题的模组可以笔直进行梯次利用。但是没有模组后，剔除损坏电芯的难度新增，梯次利用就很麻烦。
有关上述两个问题，不了解宁德时代是不是有处理对策。不过，蜂巢能源表示，他们的CTP技术已经考虑过这个问题，一方面，他们通过严格的工艺控制保证电芯一致性，来降低故障率；另一方面，他们的CTP可以在一定程度上实现电芯的拆卸，以方便维修和梯次利用。
实在，倘若能对单个故障电芯做精准判定，并且单个电芯可以由一线维修人员拆解、替换，维修成本肯定比替换模组更低。
能否成为发展趋势？
有关业内人士的几点疑虑，无模组电池组仿佛都能找到处理办法，这种办法真的会被越来越多的主机厂接受么？
韩锋坦言，对公司来说，这一技术还是具备较强吸引力的。采用这一技术的宁德时代动力锂离子电池价格不再是高高在上，能够与第二梯队电池公司水平持平。有关整车公司来讲，自然希望以更低价格买到更好的产品。
韩锋认为，作为主机厂，首先要考虑的就是降低成本，尤其在补贴大幅退坡的情况下，整车公司的成本压力会笔直传递到电池公司，电池公司肯定要有应对办法。
目前来看，部分电池公司给出的CTP办法，电池组约莫能降低0.1元/Wh。尤其在对价格要求极为苛刻的磷酸铁锂离子电池范畴，这一降幅着实不少。
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