新能源汽车动力电池包技术路线的演变

新能源汽车发展迅速，近几年技术突飞猛进，其中动力电池（Pack）结构形式也在不断演变，那么最新的技术是什么样的呢？

1、第一代技术路线-CMP

电池包早期的结构由电芯（Cell）组装成为模组（Module），再把模组安装电池包（Pack）里，形成了“电芯-模组-电池包”的三级装配模式，这种结构称为CMP。

CMP优点：

现阶段依旧是最成熟的电池包架构，市面上大部分的电动车型依旧采用的这种架构。

CMP缺点：

CMP空间利用率很低，整个动力电池又大又重，密度还不高。

2、第二代技术路线-CTP

CTP即电芯（Cell）to 电池包（Pack），是电芯直接集成为电池包，从而省去了中间模组环节。CTP提高了电池内部空间利用率和体积比能量密度，比亚迪刀片电池、宁德时代麒麟电池都是这种结构。目前CTP也有两种，一种是以大模组替代小模组的方式，另一种是采用完全无模组方式。

①大模组替代之前小模组

并不是完全取消模组，而是把之前的小模组去掉侧板，用扎带连接起来，把模组做大，代表企业有特斯拉、宁德时代、蜂巢能源等。如下图为特斯拉Model 3电池包内部拆解图，可见Model 3是由四个长度约2米的大模组组成，而之前特斯拉Model S的模组为16个。

②完全无模组方式

随着技术发展业界就提出了去模组的概念，形成电芯-电池包结构，也就是真正意义上的CTP。如比亚迪刀片电池，由比亚迪开发的长度大约0.6米的大电芯，通过阵列的方式排布在一起，就像“刀片”一样插入到电池包里面。

CTP优点：

①能够省掉或者减少组装模组的端板、侧板以及用于固定模组的螺钉等紧固件，能提高体积利用率。由于零部件的减少，带来重量的减少，因此质量能量密度也能够提高，整车续航里程也能提高。

②电池的组装工艺更为简单，节省了人力、物力等制造成本，加上零部件的成本减少，电池包的成本也会降低。

CTP缺点：

①对电芯一致性的要求更高，电芯由于充放电膨胀造成的形变和散热性能变差两个问题需要在整个电池包层面进行考量。

②取消了模组，也取消了电芯发生热失控在模组级别的防护；

③一旦单个电芯发生故障，就会涉及到更换整个电池包，而不是之前只需更换某一个模组，维修成本会大幅增加。

3、第三代技术路线-CTB/CTC

CTB即电芯（Cell）to 车身（Body），而CTC即电芯（Cell）to 底盘（Chassis）。在CTP结构中，动力电池还是独立的个体，它只是担当能量体的角色，有电池上盖、电芯、下托盘三部分。而在CTB和CTC结构中，动力电池和车身是一体的，电池上盖已经高度融合到车身中，成为了车身的结构件。

CTB/CTC优点：

①减少零件数量；（比亚迪-22%，特斯拉-370个，零跑-20%）

②减重；（比亚迪-10kg；零跑-10kg；特斯拉-15-20kg）；

③提高电池布置空间；

④提高续航里程；（ 15-25%）

CTB/CTC缺点：

①减少了车身底板，车身扭转强度、电池安全性等方面要求更高；

②后期维修成本高，由于在碰撞过程中电池包会受力，所以当碰撞强度较大时，电池和车身可能会同时遭殃，直接导致了车辆的维修成本上升。

③缺乏市场考验，这项技术由于是全新的产物，目前搭载车型相对来说较少，而且长时间的缺乏市场考验，所以消费者对这些电池技术的稳定性和可靠性都存在疑虑。

无论是是CMP、CTP，还是CTB/CTC，都是未来新能源汽车的发展方向，但也绝不是仅有的方向。相信随着诸多先进技术的开发，动力电池（Pack）结构简化可能面临的强度、安全、操控等方方面面的难题，都会迎刃而解。