新能源动力电池集成技术有哪些？

动力电池集成技术介绍

在动力电池领域中，电池的应用可以分为电池的设计、加工、正极材料、负极材料以及最后的组装部分。其中在最后的组装方面，电芯的集成方式是一直以来的一大发展重点。

动力电池集成技术类型

1） CTM

CTM，即“Cell to Module”，它代表的是将电芯集成在模组上的集成模式。模组是针对不同车型的电池需求不同、电池厂家的电芯尺寸不同而提出的发展路径，有助于规模经济的形成与产品的统一。

过去几年电池系统集成化的重点就是不断提升标准化电池模组的尺寸，如比较典型的是355、390、590模组。总的配置方式是：电芯-模组-PACK-装车。这种技术带来了一个问题，即模组的存在占用空间，配置方式的空间利用率只有40%，很大程度地限制了其他部件的空间。

CTM集成技术组成图

2） CTP

CTP,即“Cell to Pack”，CTP集成技术跳过标准化模组环节，直接将电芯集成在电池包上，取消模组或采用大模组的形式，将电池包安装到底盘上，有效提升了电池包的空间利用率和能量密度。

比亚迪CTP集成技术

该集成方式最早由宁德时代在2019年提出，此后比亚迪、蜂巢能源等陆续发布了各自的CTP方案。从产品的性能来看，CTP方式较传统体积利用率提高15-20%，零件减少40%，生产效率提高50%，能量密度达200Wh/kg+。

3） CTC

CTC，即“Cell To Chassis”，该技术将电芯直接整合在底盘上；

CTC与传统电池安装方式的主要区别，在于取消了电池包上盖板或座舱地板，从而进一步简化车身线缆和结构件。它进一步加深了电池系统与电动车动力系统、底盘的集成，减少零部件数量，节省空间，提高结构效率，大幅度降低车重，增加电池续航里程，被认为是新能源汽车下一个阶段的关键核心技术。

CTC集成技术图示及特斯拉技术应用

比如零跑的CTC方案是取消电池包上盖板，特斯拉的CTC方案是取消座舱地板。特斯拉的CTC方案也称之为structural battery，是采用4680电池，将车舱横梁和车内座椅都集成在电池包上。

4） CTB——实现电池车身一体化的新型电芯集成方式

CTB,即“Cell To Body”,是比亚迪新提出的一种全新的电芯集成方式，实现从车身一体化向电池车身一体化的转变，有助于空间利用率的提高以及电动车性能的进一步释放。

CTB集成技术结构示意图

CTB和CTC技术类似,都是将电芯直接安装在底盘里。不过差别在于，CTC还是将电池包当作一个单独的需要保护的物体，而比亚迪的CTB是利用刀片电池高安全性和高结构强度的特点，融合进车身的整体设计中来。

从结构设计来看，比亚迪的CTB技术把车身地板面板与电池包上壳体合二为一，集成于电池上盖与门槛及前后横梁形成的平整密封面通过密封胶密封乘员舱，底部通过安装点与车身组装。即在设计制造电池包的时候，把电池系统作为一个整体与车身集成，电池本身的密封及防水要求可以满足，电池与成员舱的密封也相对简单，风险可控。

与CTP技术相比，CTB将原来的“电池上盖-电芯-托盘”的三明治结构转向了“车身踏板集成电池上盖-电芯-托盘”的整车三明治结构，在结构上更加简化直接，减少了因车身与电池盖相连接而导致的空间损失，有望进一步提高整体的空间利用率。并且在这种结构模式下，电池不仅仅是能量体，同时也作为结构体参与整车传力和受力，能够使得整车侧柱碰侵入量减少45%。