焉知汽车科技|宁德时代CTP电池与比亚迪“刀片”电池的构型浅析来源|车研社

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导读：作为国内新能源技术的输出者，宁德时代和比亚迪都已经在这股趋势之上，发布了自己的电池集成化技术。
很显然，在政策与成本竞争的双重倒逼作用下，新能源技术需要不断向低成本、模块化和标准化演进。而"技术成本"的下降在此时绝非坏事，包括贵金属材料成本、研发和制造成本的降低，会大幅减轻整车的规划压力，一方面给品质提升预留更大空间，一方面保持价格优势，提升整体性价比。
实际上，特斯拉Model3所采用的基于21700集成化大模组已经展现出了这种趋势的效果，相对此前Model3仅电池成本就降低了35% ，这在很大程度上帮助Model3成为全球市场的重磅炸弹。

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（Model3大模组解剖图）
而作为国内新能源技术的输出者，宁德时代和比亚迪都已经在这股趋势之上，发布了自己的电池集成化技术。宁德时代CTP（CellToPack）技术路线基于高镍三元锂架构，其核心是减少了模组数量，直接由多个大容量电芯组成标准化电池包，再灵活堆叠组成更大的电池模块，适应不同车款的储能需要。而比亚迪的"刀片"电池则基于其所擅长的磷酸铁锂技术，电池单体同样向大容量进化，但电芯形状更加扁平、窄小（长边可以定制变化，单体最大稳定长度可以达到2100mm），因此形象化的取名"刀片" 。多个"刀片"捆扎形成电池包模块，通过少数几个大模组的组合成电池模块。

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两种技术状态在减少模组结构、提升封装效率上可以说是殊途同归的，大幅减少单体连接线束以及相关的流程工艺成本，大幅度提高成组效率（能量密度），不过从应用角度来看，还是能发现一些区别。
从结构耐久性上看
作为布置在车底的大质量单体部件，电池模块必须考虑结构强度对于复杂用车环境的适应性。侧向碰撞的抵御能力是最显而易见的需求，而往往厂家通过电池包外壳的结构和材料运用提升这一方面的能力。不过，对于长期使用的私家车而言，普遍采用非承载式车身，没有大梁，电池结构还需要能够承受车身反复形变带来的长时间应力变化。

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（电池包受扭转力仿真模型图）
通过结构分析，我们可以看到，宁德时代CTP技术因为考虑到体积封装效率的最大化，大模组之间的连接可靠性更容易受到对角线反复切应力的影响，对于高压线束和冷却系统的连接挑战比较大，长期使用的可靠性有待验证。而比亚迪"刀片"电池实际上仍然保留了模组封装和电池包封装的整体构型，同时从专利图可见，其电池包封装将有可能根据车型需要，预留形变空间，避免超薄大电芯直接受力。从结构耐久性上看，比亚迪刀片电池封装更容易做出可靠的产品。

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不过，这样的保险结构也会带来其他问题，从目前公布的数据来看，比亚迪采用体积功率密度作为衡量指标，而没有公布大家已经普遍使用的重量功率密度数据，可以猜想其结构重量叠加铁电池本身的比能不高效果，导致其在工信部标准测量平台上重量功率密度并没有显著突破，根据之前的信息预计，刀片电池成包重量功率密度可能达到180Wh/kg左右，处于目前的主流水平。
从结构匹配性上来看
宁德时代作为单一的电池和相关技术供应商，需要面对更多产品配型的考虑。不过，从目前的专利细节上看， CTP大模组的高度是不可改变（而且并不够轻薄），同时需要配套配型外壳，以适配安装在不同的车型上。这样的结构需要整车厂家在产品规划上相应作出调整，而比较困难的问题在于目前还没有大规模销量作为开发的支撑，厂家针对单一电池供应商的配型需要做设计调整风险是非常大的。这可能也是其呼声大，但真正计划投产少的原因之一（目前已知北汽确定将会装车投产）。