文｜信天遊
圖｜來源網絡
2019年，代表中國新能源汽車動力電池領域的兩大龍頭企業寧德時代和比亞迪相繼對外宣布將開始量產無模組的全新動力電池結構——CTP動力電池包。寧德時代表示在成本上，CTP電池包體積利用率提高了15%-20%，零部件數量減少40%，生產效率提升了50%，投入應用後將大幅降低動力電池的制造成本。
從寧德時代的規劃中我們了解到，采用單體能量密度240Wh/kg高鎳三元單體的寧德時代，2020年動力電池組將實現200Wh/kg的系統能量密度。與此同時，比亞迪規劃到2020年，其磷酸鐵鋰單體能量密度將達到180Wh/kg以上，系統能量密度也將提高到160Wh/kg以上。
中國兩大動力電池龍頭企業不約而同的對外宣布開始量產全新結構的CTP動力電池包，所謂CTP動力電池包到底相比之前的動力電池組有什麽區別呢？
什麽是CTP動力電池包，字面上的意思就是Cell?To?Pack?，壹般而言，在此之前的國產純電動汽車采用的是電池單體串聯成電池模組，電池模組再串聯成整包。而CTP電池包就是電池單體直接組成動力電池組，這樣的好處主要是生產成本降低，能量密度提升。
其實所謂的CTP動力電池包在整個純電動汽車的發展過程當中並不是什麽新鮮玩意。從第壹代的特斯拉Model?s開始，特斯拉已經開始使用CTP結構來設計動力電池包的結構。
早期的特斯拉Model?s由於采用的松下生產的原本在3C產品上廣泛使用的18650型號的鈷酸鋰電池作為動力電池的單體，特斯拉將數量7000-8000多顆的18650電池通過串並聯的方式組成四個大“模組”之後，輔以被動式散熱系統以及BMS裝配成為動力電池包。
而後期采用了21700規格鎳鈷鋁正極材料，單體能量密度超過了300Wh/kg的特斯拉電池包，系統能量密度最高也超過了167Wh/kg，彼時國內動力電池包的系統能量密度還停留在140Wh/kg左右。在經歷了111NCM、523NCM、622NCM、811NCM的發展歷程，中國動力電池單體能量密度得到了持續的進步。
2019年下半年，采用碳負極的國內量產的高鎳811NCM動力電池單體能量密度達到了240Wh/kg，而采用矽碳負極的高鎳811NCM動力電池雖然尚未進入實質性的量產階段，但是超過300Wh/kg的單體能量密度已經能夠跟國際最先進水平相媲美了，而量產的采用碳負極的高鎳811NCM動力電池系統能量密度已經超過170Wh/kg。
如果想要進壹步的提升動力電池的系統能量密度，留給國內動力電池企業的辦法只有兩條，壹是加快矽碳負極的高鎳811NCM動力電池的量產計劃，二是在現有電池技術的基礎之上進壹步在應用端想辦法。而在應用端最好實現的CTP技術就成了國內動力電池企業的不二之選。
按照寧德時代的表述，采用了CTP結構的動力電池包可以實現系統能量密度200Wh/kg的升級，同時制造成本會有相應的下降。除此之外，作為動力電池企業，原本賣單體或者賣模組的生意模式直接變成了整包供應，不但增厚了動力電池企業的利潤，相應的減少了部分整車廠商在pack開發過程當中的失誤導致動力電池廠商的利益以及聲譽的損失。
如此壹來，壹舉多得的事情，作為供應商的動力電池企業何樂而不為。
既然采用CTP結構開發動力電池包對動力電池供應商有百利而無壹害，作為中國動力電池龍頭的寧德時代和比亞迪，壹定是走的最早也是走的最快的。但是在CTP結構動力電池的技術發展方向上，寧德時代與比亞迪卻在進行著截然不同的嘗試。
從官方的聲明以及專利信息中我們可以知道，寧德時代的CTP是基於高鎳三元開發成本更低、系統能量更高的動力電池包。
按照寧德時代的規劃，2020寧德時代的CTP、動力電池包的系統能量密度將達到200Wh/kg，如果按照目前緊湊級乘用車壹般搭載400kg左右的動力電池重量來計算，我們可以知道，如果采用寧德時代CTP結構的動力電池，400kg左右的動力電池包的電池容量將達到80kWh左右，如果按照目前工況續航裏程500km的緊湊級純電動車型壹般裝載65kWh的動力電池包大致計算，搭載同樣重量的寧德時代CTP結構的緊湊級純電動車型將可以實現超過600km甚至650km的工況續航裏程。
而由於采用了類似特斯拉的多排單體電池大模組（實際上並沒有徹底取消模組）的結構布局，單排電池之間輔以管柱形結構作為整車動力電池的安裝固定位，避免了車輛行駛中動力電池包完全取消模組所帶來的動力電池結構強度不足的問題。
而比亞迪的CTP結構的動力電池相比寧德時代改變的更為徹底。
首先在動力電池的材料上，比亞迪並沒有與寧德時代壹樣采用高鎳811NCM動力電池，而是采用了全新開發的磷酸鐵鋰“刀片電池”，類似於“綠箭”口香糖形狀的“刀片電池”相比壹般的動力電池單體更長、更薄，短的“刀片電池”長度有600mm左右，而長的規格達到了1500mm左右。
這樣壹來，比亞迪的CTP結構更加的簡化，動力電池徹底取消了模組，直接在動力電池托盤上采用直接串聯側向排列的方式放置，包體下部使用保溫材料，包體上部使用“口琴管”設置液冷主動式循環系統來散熱，而通過包體側邊結構加強來緊固電池單體，通過電池托盤以及電池單體自身的結構強度來實現較高的包體結構強度。
相比寧德時代，比亞迪CTP結構進化的更加徹底，包體結構更加簡單，生產成本控制更好，裝配工序更加簡化，但是包體的結構強度相比寧德時代會比較差，僅靠電池托盤、動力電池單體自身、側邊結構件等來抵禦車輛行駛中動力電池包所產生的形變和應力，至少表面上看起來單薄了些。或許需要進壹步通過車身“電池倉”結構來進壹步加強結構的強度。
而根據比亞迪的描述，比亞迪磷酸鐵鋰CTP電池包將采用180Wh/kg的磷酸鐵鋰單體電池，系統能量密度最高可以達到160Wh/kg，這壹數字相比寧德時代的200Wh/kg看起來略微落後，不過由於磷酸鐵鋰電池目前的成本已經可以降至600元/kWh以下，作為高性價比的動力電池包產品，比亞迪CTP電池包的競爭力還是挺強的。
這意味著，在低端的純電動汽車市場，比亞迪CTP電池包或將成為壹股競爭力很強的勢力。
目前來看，簡化結構、降低成本對於每壹個動力電池企業而言都是壹件極其重要的事情，尤其是在新能源汽車補貼即將退出的2020年。不論是比亞迪的CTP“刀片電池”還是寧德時代的高鎳三元CTP電池，都是市場的需求方向。
成本導向的低端市場規模大，需求多，比亞迪磷酸鐵鋰CTP電池包以優異的性價比或許能夠成為這個領域的佼佼者；隨著動力電池技術的持續發展，300Wh/kg以上的矽碳負極的高鎳三元單體的量產，更輕、更薄、容量更大的動力電池將會是高端市場的搶手貨。而寧德時代的以高鎳三元為基礎的CTP在能量密度、重量能量密度均占據絕對優勢，各方面要求都很高的中高端市場寧德時代CTP或將成為主流力量。
本文來源於汽車之家車家號作者，不代表汽車之家的觀點立場。