来源|车燕社
简介：作为中国新能源技术的出口商，宁德时报和比亚迪在这一趋势的基础上发布了自己的电池集成技术。
显然，在政策和成本竞争的双重压力下，新能源技术需要向低成本、模块化和标准化方向发展。此时‘技术成本’的下降并不是坏事，包括贵金属材料成本、R&D和制造成本的降低，会大大降低整车的规划压力。一方面会为品质提升预留更多空间，另一方面会保持价格优势，提升整体性价比。
事实上，特斯拉Model3采用的基于21700的大型集成模块已经显示了这一趋势的效果，与之前的Model3相比，只降低了35%的电池成本，这在很大程度上帮助Model3成为全球市场的一颗重磅炸弹。
(模型3大模块解剖图)
作为中国新能源技术的出口商，宁德时报和比亚迪在这一趋势的基础上发布了自己的电池集成技术。宁德时代的CTP(CellToPack)技术路线是基于高镍三元锂架构，其核心是减少模块数量，直接用多个大容量电池组成标准化电池组，然后灵活堆叠形成更大的电池模块，以满足不同型号的储能需求。比亚迪的“刀片”电池基于其擅长的磷酸铁锂技术。电池单体也向大容量演变，但电池单体的形状更扁平、更窄(长边可定制和改变，电池单体最大稳定长度可达2100mm)，因此被形象地命名为‘叶片’。多个“刀片”捆绑在一起形成电池组模块，几个大模块组合在一起形成电池模块。
这两种技术状态可以说在降低模块结构和提高封装效率，大幅度降低单连接线束和相关工艺的成本，大幅度提高组效率(能量密度)方面有着相同的目标。但是从应用的角度来看，还是可以发现一些差异的。
从结构耐久性的角度来看，
电池模块作为布置在车下的一个庞大的单一部件，必须考虑结构强度对复杂车内环境的适应性。抗侧撞能力是最明显的需求，厂商往往通过电池组外壳的结构和材料应用来提高这种能力。但对于长期使用的私家车，一般采用无大梁的非承重车体，电池结构需要能够承受车体反复变形带来的长期应力变化。
(电池组受扭转力模拟模型图)通过结构分析可以看出，宁德时代的CTP技术由于考虑体积封装效率最大化，更容易受到对角线重复剪切应力的影响，对高压线束与冷却系统的连接提出了很大的挑战，长期使用的可靠性有待验证。比亚迪的‘刀片’电池其实还是保留了模块包和电池组包的整体配置。同时，从专利图中可以看出，其电池组封装可以根据车型的需要预留变形空间，以避免超薄大电池的直接受力。从结构耐久性来看，比亚迪叶片电池封装更容易做出可靠的产品。
然而，这种保险结构也会带来其他问题。从目前公布的数据来看，比亚迪使用的是体积功率密度作为衡量指标，而没有公布大家广泛使用的重量功率密度数据。可以猜测其结构重量叠加铁电池本身的比能不高，导致其重量功率密度在工信部标准测量平台上没有显著突破。根据之前的信息，估计刀片电池包的重量功率密度可能达到180Wh/kg左右，处于目前的主流水平。
从结构匹配的角度来看，
宁德时代作为电池及相关技术的单一供应商，需要面对更多的产品匹配考虑。但是从目前的专利细节来看，CTP大模块的高度是无法改变的(而且不够轻)，同时需要配合外壳才能安装在不同型号上。这样的结构要求汽车厂商在产品规划上做相应的调整，但更难的问题是目前没有大规模的销量作为发展的支撑，厂商根据单个电池供应商的匹配来做设计调整风险很大。这也可能是它声音大的原因之一，但它真的计划少投产(众所周知，BAIC肯定会投产)。
(宁德时代CTP电池大模块解剖图，左图商用车大模块参考)
作为自己生产新能源汽车的比亚迪，“刀片”电池可能从一开始就考虑了自己产品的多规格适应性要求。“刀片”的窄边尽可能小，这意味着它可以更容易地适应垂直高度高底盘和低底盘型号的需要。未来可以在此基础上开发超薄底盘的多用途汽车，让用户使用更多空间，挖掘新能源汽车的优势。同时我们也看到，这种超薄电池的应用可能是为商用和大底盘的SUV产品做准备，可以储存更多的能量。
(刀片电池的高度更有优势，适配模式灵活。)从单一配置的特点来看，
宁德时代CTP电池的另一个特点是单体电池容量大，使得外壳的比例从最初的50Ah大幅度降低到现在的200Ah以上。同时，在恒定的充放电速率下，简单的串联结构可以输出或接受更多的电流(提高功率和充电便利性)。此外，根据宁德时代公布的数据，CTP电池组仍将采用方壳封装，考虑到目前高镍电池的稳定性，这应该是更好的选择。
比亚迪‘刀锋’电池的单一设计，一开始让我很惊讶。首先，这样大的单体长度不是一个稳定的力学结构，在受到侧向力时，其抗变形能力很弱。通常电池工作时会带来内压，导致外壳膨胀，进而对周围的电池产生压力。所以分组的时候要慎重考虑缺口问题，一方面要防地震，一方面要消除侧向力，这方面还缺乏证据。
(刀片电池容易受到侧向力的影响)
另一个技术挑战可能来自电池芯的内部绕组模式。推测电池芯的内部卷绕方式将采用多电极、多个独立卷绕单元的形式。事实上，可以看出，多个小电池组成了一个大电池，但这些小电池共用一个封装。这对各个单元的均匀性是一个很大的挑战，因为电池性能始终遵循桶原理，最差的决定整体性能！
最后总结
总的来说，宁德时代的CTP电池和比亚迪的‘刀锋’电池各有优势。宁德CTP功率密度更高，群效率更高。对大多数汽车厂商的成本控制更友好，在一定重量的前提下更容易推出续航更长的产品；比亚迪的‘刀锋’电池在结构灵活性和耐用性方面更具价值和想象力，大大提高了铁电池的性能，让其从商用或低端产品回归主流，不得不说是一个相当大的进步。
从另一个角度看，两家公司技术架构的不同也说明了一个事实。虽然两家公司都是新能源汽车的技术出口商，但作为汽车制造商的技术积累，比亚迪本身具有优势。这一优势可能不取决于单一指标的推广，而更多的是对用户环境的理解和合理化。我觉得也应该是其长期价值的落脚点。#电池#比亚迪#宁德时代收集的两种技术状态，可以说在减少模块结构和提高封装效率方面目标一致，大大降低了单连接wirin的成本
电池模块作为布置在车下的一个庞大的单一部件，必须考虑结构强度对复杂车内环境的适应性。抗侧撞能力是最明显的需求，厂商往往通过电池组外壳的结构和材料应用来提高这种能力。但对于长期使用的私家车，一般采用无大梁的非承重车体，电池结构需要能够承受车体反复变形带来的长期应力变化。
(电池组扭力模拟模型图)
通过结构分析可以看出，宁德时代的CTP技术因为考虑到体积封装效率的最大化，更容易受到对角线重复剪切应力的影响，对高压线束与冷却系统的连接提出了很大的挑战，长期使用的可靠性有待验证。比亚迪的‘刀片’电池其实还是保留了模块包和电池组包的整体配置。同时，从专利图中可以看出，其电池组封装可以根据车型的需要预留变形空间，以避免超薄大电池的直接受力。从结构耐久性来看，比亚迪叶片电池封装更容易做出可靠的产品。
然而，这种保险结构也会带来其他问题。从目前公布的数据来看，比亚迪使用的是体积功率密度作为衡量指标，而没有公布大家广泛使用的重量功率密度数据。可以猜测其结构重量叠加铁电池本身的比能不高，导致其重量功率密度在工信部标准测量平台上没有显著突破。根据之前的信息，估计刀片电池包的重量功率密度可能达到180Wh/kg左右，处于目前的主流水平。
从结构匹配的角度来看，
宁德时代作为电池及相关技术的单一供应商，需要面对更多的产品匹配考虑。但是从目前的专利细节来看，CTP大模块的高度是无法改变的(而且不够轻)，同时需要配合外壳才能安装在不同型号上。这样的结构要求汽车厂商在产品规划上做相应的调整，但更难的问题是目前没有大规模的销量作为发展的支撑，厂商根据单个电池供应商的匹配来做设计调整风险很大。这也可能是它声音大的原因之一，但它真的计划少投产(众所周知，BAIC肯定会投产)。(宁德时代CTP电池大模块解剖图，左图商用车大模块参考)
作为自己生产新能源汽车的比亚迪，“刀片”电池可能从一开始就考虑了自己产品的多规格适应性要求。“刀片”的窄边尽可能小，这意味着它可以更容易地适应垂直高度高底盘和低底盘型号的需要。未来可以在此基础上开发超薄底盘的多用途汽车，让用户使用更多空间，挖掘新能源汽车的优势。同时我们也看到，这种超薄电池的应用可能是为商用和大底盘的SUV产品做准备，可以储存更多的能量。
(刀片电池高度更有优势，适应机型灵活)
从单体构型的特点来看，
宁德时代CTP电池的另一个特点是单体电池容量大，使得外壳的比例从最初的50Ah大幅度降低到现在的200Ah以上。同时，在恒定的充放电速率下，简单的串联结构可以输出或接受更多的电流(提高功率和充电便利性)。此外，根据宁德时代公布的数据，CTP电池组仍将采用方壳封装，考虑到目前高镍电池的稳定性，这应该是更好的选择。
比亚迪‘刀锋’电池的单一设计，一开始让我很惊讶。首先，这样大的单体长度不是一个稳定的力学结构，在受到侧向力时，其抗变形能力很弱。通常电池工作时会带来内压，导致外壳膨胀，进而对周围的电池板施加压力
另一个技术挑战可能来自电池芯的内部绕组模式。推测电池芯的内部卷绕方式将采用多电极、多个独立卷绕单元的形式。事实上，可以看出，多个小电池组成了一个大电池，但这些小电池共用一个封装。这对各个单元的均匀性是一个很大的挑战，因为电池性能始终遵循桶原理，最差的决定整体性能！
最后总结
总的来说，宁德时代的CTP电池和比亚迪的‘刀锋’电池各有优势。宁德CTP功率密度更高，群效率更高。对大多数汽车厂商的成本控制更友好，在一定重量的前提下更容易推出续航更长的产品；比亚迪的‘刀锋’电池在结构灵活性和耐用性方面更具价值和想象力，大大提高了铁电池的性能，让其从商用或低端产品回归主流，不得不说是一个相当大的进步。
从另一个角度看，两家公司技术架构的不同也说明了一个事实。虽然两家公司都是新能源汽车的技术出口商，但作为汽车制造商的技术积累，比亚迪本身具有优势。这一优势可能不取决于单一指标的推广，而更多的是对用户环境的理解和合理化。我觉得也应该是其长期价值的落脚点。
