近年来，跟着新能源轿车的快速蓬勃发展，动力电池技能和相关集成办理技能层出不穷、节节开花，如新资料技能（无钴资料等）、新工艺技能（刀片电池等）、新集成技能（CTP等）、新办理技能（弹匣电池等）汇聚了资料厂、电池厂和整车厂的最新研制运用效果。

　　最传统的电池包集成技能是CTM（Cell To Module），首先将若干电芯串并联组成模组，然后将模组安装到电池包内，终究将电池包集成到轿车底盘。

　　在动力电池运用于新能源轿车的前期阶段，没有一致的规范，电池、模组、电池包标准形形色色，导致电芯开发本钱极高，而且不便利替换和维护。到后来，人们发现了每辆车能够运用的空间方位具有必定的共性，依据这些空间标准，推算出模组的标准规模，然后期望完成电芯标准的规范化。

　　2008年，大众轿车全面进军电动化，在完成电动化进程中首先推出了规范化模组。第一个规范是355模组（355代表模组长度，每排可放置3个模组），为了进步续航路程，削减零部件和添加空间运用率，进一步下降本钱，又推出了390模组（每排放置3个模组，模组更长更紧凑）和590模组（每排放置2个模组，集成功率更高），单个模组的体积在逐步增大。

　　在CTM结构下，电芯被模组等结构件维护较好，电池包强度高，成组难度小。但电芯组装为模组空间运用率为80%，模组集成为电池包空间运用率为50%，终究电芯集成为电池包后空间运用率仅40%，跟着新能源轿车的快速遍及以及锂离子电池功用的极致开发，在电池运用层面，电池包集成功率亟待进步，大模组化、去模组化、车身一体化技能成为干流趋势。

　　2019年9月，宁德年代全球首款CTP（Cell To Pack）电池包正式发布，将搭载于北汽EU5车型上。比较传统电池包，选用全新CTP技能的电池包体积运用率进步15%~20%，零部件数量削减40%，出产功率进步50%，体系本钱下降10%。在能量密度上，CTP电池包可高达200Wh/kg，比较传统结构高30%以上，能够大幅进步电动轿车续航才能。

　　CTP技能包含两个思路：一是大模组化，二是无模组化，宁德年代本次发布的CTP归于大模组化技能，其中心逻辑是进步单体电芯的容量，一起将多个电芯堆叠组成更大的电池模组，然后大大削减模组数量，削减零部件数量，然后完成能量密度进步和本钱下降的方针。

　　CTP技能除了选用大电芯组成大模组外，一般还会对模组之间的衔接结构进行优化，削减零部件和简化安装工艺进程。

　　尽管CTP电池包具有适用性强、空间运用率高、本钱低、散热功用好等优势，但因为木桶效应，电池包全体功用将取决于组成电池包最差电芯的功用，因而，CTP结构对电芯一致性提出了更高的要求，此外，假如呈现电池毛病需求替换，修理的便利性和本钱都更高。

　　2020年“电池日”上，特斯拉初次发布CTC（Cell To Chassis）技能，Elon Musk表明，CTC集成技能合作前后车身一体化压铸技能，能够削减约370个零部件，完成车身减重10%，每千瓦时电池本钱下降7%。

　　CTC技能省去了从电芯到模组，再到电池包的两个安装进程，直接将电池集成到车身底盘。CTC技能的实质是将电池包上壳体和车身下地板合二为一，座椅直接安装在电池包上盖上，电池包既是能量供给设备，又是整车结构部件。

　　为了处理电池包隔热问题，特斯拉在电池包内部灌满了胶，避免热量向车内传导，一起，因为轿车旁边面是磕碰薄缺陷，特斯拉在接近车身门槛两边灌胶更多，胶层更厚，当轿车产生旁边面磕碰时能够对内部电池起到较好的缓冲维护效果。

　　CTC技能的优势是显着的，因为越过了“模组”和“电池包”两级安装进程，直接将电池集成到车身地板上，将大大节省空间，或许说在相同空间内能够包容更多电池，然后进步了续航才能，一起，零部件和结构件也大大削减，下降了分量、简化了流程、节省了本钱，灌胶计划对电池“化零为整”，大大进步了车身的刚度。但CTC结构的缺陷也很杰出，一方面临单体电池一致性提出了很高的要求，另一方面，因为电池全体集成在车身地板，且有胶水彼此粘连，简直不或许进行修理，修理本钱极高。

　　2021年1月8日，国轩高科在合肥举行第十届科技大会，会上发布了210Wh/kg磷酸铁锂软包电芯及JTM（Jelly Roll To Module）电池技能。据称，选用JTM集成技能能够将模组成组功率进步到90%以上，调配其高比能磷酸铁锂电池，能够做到模组能量密度近200Wh/kg，体系能量密度180Wh/kg，超越了NCM622三元体系水平，可满意高端乘用车的续航需求。

　　JTM与其他电芯集成技能最大的不同在于，其他集成技能都是依据电芯为最小单元，而JTM以卷芯为最小单元，在电芯内部并、串联集成，与刀片电池较为相似，但刀片电池内部为一个全体，而JTM能够幻想成将刀片电池内部分成了几段，正因为其“柔中带刚”的特性，国轩高科内部又称JTM电池为“变形金刚式的柔性模组”。

　　2022年6月17日，国轩高科JTM电池发明专利取得国家知识产权局授权。其描绘的JTM电池制造流程大致是：

　　1）将至少一个卷芯进行并联层叠，然后别离对正极耳群和负极耳群进行会集焊接；

　　2）用胶纸将多个并联的卷芯固定，然后将极耳卡扣在导电组件的L型弯折部进行焊接固定；

　　3）两边的导电组件中心密封固定有绝缘袋，在卷芯全体装入铝壳之前，经过注液孔对并联卷芯进行注液；

　　4）经过导电衔接片将多个并联卷芯顺次次序串联，终究将其全体安装入铝壳中。

　　JTM电池将单卷芯在铝壳内部进行并、串联，削减了外部衔接件的数量，能量密度更高，本钱更低，且工艺简略，易构成规范化，而且各单卷芯能够彼此独立，呈现热失控时不会彼此延伸，进一步延迟了热失控的产生，进步了电池安全功用。

　　2021年3月10日，广汽埃安重磅发布全球创始第一代弹匣电池体系安全技能，因为选用了相似弹匣安全舱的规划，故而简称“弹匣电池”，完成了职业初次三元锂电池整包针刺不起火，声称从头界说了三元锂电池主动安全规范，经过优化规划和出产工艺，体系体积能量密度进步9.4%（302Wh/L），体系质量能量密度进步5.7%（185Wh/kg），本钱下降了10%。

　　从资料层级来看，三元锂电池尽管具有更高的能量密度，但其安全功用比较磷酸铁锂更差成为了顾客购买新能源轿车的首要疑虑。三元资料热安稳性差，在200℃左右就会产生分化，开释O2，而磷酸铁锂在700℃以上才会分化，因为存在安定的P-O键，磷酸铁锂热分化不会开释O2，因而，三元锂电池在产生热乱用、针刺等极点测验时，更简单起火、爆破。

　　据悉，弹匣电池技能依据“避免电芯内短路，短路后避免热失控，以及热失控后避免热延伸”的规划思路，首要包含四大中心技能：

　　正极资料选用纳米级包覆及掺杂技能，完成资料本征改性和外表润饰结合，有用进步资料热安稳性和避免热失控；电解液选用能对SEI膜进行自修正的新式添加剂，改善电芯循环寿数；经过添加特别电解液添加剂，当电池温度升高到120℃时，自发聚合构成高阻抗薄膜，大幅下降热失控反响产热，使电芯耐热温度进步了30%。

　　经过网状纳米孔隔热资料和可耐1400℃高温的上壳体，弹匣电池构筑了超强隔热的安全舱，当单个电芯产生热失控时，确保热量不会延伸至相邻电芯，引起连环失控。

　　经过全贴合液冷体系、高速散热通道、高精准的导热途径规划构建三维速冷体系，弹匣电池完成了散热面积进步40%，散热功率进步30%，有用避免热失控和热延伸。

　　选用车规级最新一代电池办理体系芯片，完成10次/s全天候数据收集，对电池体系状况进行实时监控。当检测发现温度超高时，可当即发动电池速冷体系为电池降温。

　　依据四大中心技能加持的弹匣电池，依照《GB 38031-2020 动力轿车用动力蓄电池安全要求》，选用强制性规范中最苛刻的参数进行测验，能够完成针刺不起火（国标要求5min内不起火，预留逃生时刻），针刺点邻近最高温度686.7℃，电池之间未产生热分散，静置48h后，针刺电芯电压降为0V，温度康复室温，整包外观坚持了较好的完整性。

　　弹匣电池经过安全技能晋级，完成了三元锂电池整包不起火，对三元锂电池在新能源轿车中的运用具有重要的推进效果，在体系层面较好的处理了三元锂电池的安全问题。

　　2021年3月17日，东风轿车旗下高端电动车品牌岚图轿车举行了“三元锂电池安全技能共享会”，初次展现了岚图FREE（纯电版）的电池包、车体结构、电气体系的安全技能，并对电池包的安全技能进行了全方位的解读。

　　三元锂电池包具有能量密度高、低温功用好、倍率功用好等特色，但相应的热安稳性更差，需求进行更好的安全防护和热办理，既要满意高能量，又要满意高安全，对电池技能带来极大应战。

　　而岚图FREE选用三元锂电池作为动力体系，却能够做到整包“不冒烟、不起火、不爆破”，被媒体称为“三不”电池。此前广汽埃安的弹匣电池现已完成了三元锂电池整包在热失控状况下“不起火、不爆破”，但岚图FREE又在弹匣电池的基础上做到了“不冒烟”，好像意味着三元锂电池的体系安全技能又上升了一个新台阶。

　　据悉，岚图轿车选用了三大安全技能：单体电芯三维隔热墙规划、电池安全监测和预警模型、电池PACK规划。

　　隔热墙技能是岚图轿车三元锂电池热失控“不冒烟”的创始中心技能，其原理是在电池包内，运用超强高分子隔热阻燃资料，将每个电芯别离，在电芯与电芯之间构成高效的阻热阻燃隔热层，而且独自三维立体包裹，好像“琥珀”相同。

　　当某个单体电芯产生热失控时，三维隔热墙的存在能够避免热延伸到周围其他电芯，然后避免呈现连环热失控，一起，每一个电芯底部都与高效液冷体系触摸，确保电池包具有安稳的散热才能，而在电芯顶部，还额定安置了可耐1000℃高温的隔热阻燃层，维护车内人员安全。

　　岚图在对电池包原有温度电压预警基础上，建立了准确的电池安全监测和预警大数据模型，追寻每一台车、每一块电池的运用数据，并将监测到的数据与云端大数据库实时比照，当体系发现电池监测数据呈现异常时，岚图会经过云端APP推送及车辆的预警体系，提示用户。

　　在被迫安全上，岚图对电池结构进行了五大规划：车身防护、高强结构、压力传递、形变吸能、电池双保险。

　　a）车身防护：在车门门槛方位，选用双层结构的1500MPa超高强度热成型钢，前后车身内部，选用职业最高等级的2000Mpa热成型钢，避免车辆产生胀大或侧翻时揉捏电池，然后确保电池的完整性。

　　b）高强结构：经过高强度铝合金结构、多条加强筋强化其耐撞性，依据测验成果，高强结构能够抵挡20吨力的揉捏。

　　c）压力传递：在电池包内部规划多条纵横加强梁，使得电池包遭到外力时层层分化，然后维护内部电芯。

　　d）形变吸能：岚图对电池包预设了超越30mm的形变吸能空间，在电池包受碰击变形时，维护内部电芯。

　　e）电池双保险：电芯双极均设置有防爆阀，当电池内部压力增大时，防爆阀被冲开，避免电池产生爆破。

　　2021年6月29日，长城轿车咖啡智能2.0晋级发布会在保定哈弗技能中心举行，会上正式发布了“大禹电池”，自称“永不起火、永不爆破”。据介绍，大禹电池的命名首要是因为其安全确保的原理选用了大禹治水的“变堵为疏”理念，选用多梯次换流体系、快速极冷按捺体系、多级定向排爆体系、救活盒体系来从PACK层级确保电池安全。

　　大禹电池选用高镍811三元资料，热失控引发方法为加热，试验中最高温度超越1000℃，但全程无起火爆破，而且大禹电池扫除的烟气温度低于100℃。

　　大禹电池“变堵为疏”的理念包含了哪些技能元素呢？据了解，大禹电池首要从热源间隔、双向换流、暖流分配、定向排爆、高温绝缘、主动救活、正压阻氧、智能冷却八个方面进步三元锂电池整包安全功用。

　　大禹电池之间选用隔热功用杰出、又耐火焰冲击的全新开发的双层复合资料替代传统气凝胶隔热资料阻隔热源，避免高温传导到周围电芯引起连环反响。在模组上方还安置了可耐1000℃高温的隔热资料，维护驾乘人员的安全。

　　经过对换流通道规划计划模仿仿真，完成换流强度和份额的精准优化，引导气流和火流进行双向换流。

　　经过建立焚烧模型、热力学与流体力学拟合仿真、冲击强度和压力核算，完成气火流在不同结构通道内的均匀分布，为双向换流起到了很好的辅佐效果。

　　大禹电池规划了防爆阀，当电池内压增大时，防爆阀优先翻开，产生的火焰或气流进入模组上方预设的流道，将其定向排出远离相邻电芯。

　　在高压线束铜排外表涂抹了一层耐高温绝缘资料，避免呈现高压电弧形成额定损伤。

　　高压气流和火流被引导到电池包尾部的蜂窝状救活盒中，因为蜂窝状结构的多孔性和多层隔热屏阻隔了空气的大空间活动，使之成为标准十分有限的细小空间，空气的天然对流换热难以展开，有用地阻止了对流换热的进行，然后可完成火焰快速按捺和冷却。

　　在电池包尾部规划了多层不对称蜂窝状通道，确保电池包内压一直大于外界，避免吸入氧气导致火势变大。

　　当BMS或智能云端监测到电芯热失控时，智能调理冷却体系的流速和流量，然后给电芯降温，将事端摧残在摇篮中。

　　依据长城轿车的规划，“大禹电池”将首先搭载在沙龙品牌的第一款车型上。从2022年开端这一电池技能将全面掩盖长城旗下的一切车型。

　　2022年4月25日，零跑轿车展开以“智能年代，源力觉悟”为主题的智能动力CTC技能线上发布会，初次公开了其最新研制的CTC技能（零跑官宣CTC，严厉讲应该是MTC，即Module To Chassis）。

　　据悉，零跑轿车MTC底盘一体化技能可使零部件数量削减20%，结构件本钱下降15%，电池安置空间添加14.5%，车身笔直空间添加10mm，归纳工况续航添加10%，该技能将在零跑纯电动轿车C01车型首先量产运用，续航路程将到达700km。

　　假如将特斯拉CTC技能比作现在的电池一体化手机，那么零跑MTC就比如本来的电池别离式手机，当电池产生毛病时，只需求取下替换即可，十分便利。

　　零跑轿车MTC技能保留了模组规划，将模组直接集成到轿车底盘。其最大的立异点在于，初次将电池托盘骨架结构和车身梁结构合二为一构成双骨架环形梁式结构，既能进步全体结构功率，完成轻量化，又能经过车身纵、横梁完成电池密封。

　　零跑轿车经过在乘员舱底部开设包容空间，将模组从下往上经过栓接、胶接等固定方法悬吊在乘员舱底部，再用电池托盘和车身地板密封，撤销了传统电池包的上盖板。

　　比较于特斯拉CTC技能，零跑轿车MTC好像更是一个折中的技能，因为没有撤销模组结构，因而集成功率、本钱方面仍有进步空间，而且因为撤销了传统电池包的上盖板，当电池热失控时对乘员舱要挟更大，但因为电池托盘简单拆解，当需求修理时，不需求拆解车身地板和座椅，愈加的便利和方便，更是一种可行的量产化技能。

　　2022年5月20日，比亚迪盛大举行CTB技能暨海豹预售发布会，会上，比亚迪全球首发了CTB车身一体化技能及搭载CTB技能的e渠道3.0纯电动车型—海豹。

　　据介绍，海豹搭载CTB技能后，其动力电池体系运用率进步66%，体系能量密度进步10%，能够完成700km的续航路程，其动力电池仍然选用刀片电池，能够到达充电15min，行进300km的快充才能。

　　实际上，比亚迪CTB技能与特斯拉CTC有点相似，都是将电池上盖板与车身地板合二为一，即削减了一层地板。但特斯拉电池上盖板结合了座椅支架和横向加强结构，而比亚迪横向梁还保留在车身，用于供给更好的侧向强度和改动刚度（好像特斯拉集成技能更像CTB，而比亚迪集成技能更像CTC），因而，CTB的集成度略逊于CTC。

　　CTB技能仍然选用了刀片电池阵列式排布方法，自身具有极好的安全功用，而且电池包上盖和电池托盘将刀片电池夹在中心，构成了类蜂窝结构，依据比亚迪发布的测验视频，电池舱能够接受50t重卡碾压而装回车死后仍可持续运用，因而，比亚迪海豹号称是“撞不断的电动轿车”。

　　CTB技能的优势是高安全、高强度、轻量化、低本钱，其修理性比特斯拉CTC技能略好一些，但集成度方面比较CTC技能更保存。

　　2022年6月13日，上汽乘用车MG品牌初次发布了“魔方电池”，并露脸了搭载魔方电池的首款车型-MG MULAN。

　　据介绍，魔方电池英文名是“ONE PACK”，选用了规范电池包，长度均为1690mm，宽度均为1300mm，高度可选110mm、125mm和137mm，因为长度和宽度固定，只需改动高度就能完成不同续航路程的需求，因为电池包长度和宽度相同，魔方电池还选用了一致的电芯固定方位、一致的快换冷却接口和一致的高低压接口，意味着魔方电池能够完成换电功用。

　　魔方电池最大的技能特色便是选用了躺式电芯的安置，而传统的电池包都是立式安置或许侧立安置，魔方电池为何要“躺平”呢？

　　电池的厚度更薄，躺平后的电池包厚度也更薄，能够开释更多的车内空间，超薄电池还能够下降整包质心高度，能有用按捺车辆高速行进时的侧倾，车身愈加安稳。而且，电池躺平后，上下两块电池之间不再安置隔热资料，而只需在左右电池中心设置隔热资料，削减了资料数量和用量。

　　魔方电池设置了一个自习惯捆绑设备，能够习惯电池运用进程和全寿数周期坚持一致的约束力，而传统的立式电池两头具有强约束力，长期运用进程中会影响下降电芯约一半的循环寿数。

　　魔方电池躺式安置，电池热失控喷发口在电池侧边，不会向上喷发，在必定程度上下降了驾乘人员的损伤，而且相邻电芯触摸面积小，下降了对周边电芯的影响。

　　躺式电芯热失控时首要从旁边面喷发火焰，正对喷发口的其他电池或许被直接点燃，魔方电池在其间安置了热阻隔挡板，避免正对喷发口的电芯被点燃。

　　因为魔方电池躺平式电池结构，为了确保每个电芯均匀散热，选用了立式冷却结构处理计划，行将本该站立的电芯躺平，本该躺平的冷却体系站立起来。

　　2022年6月23日，宁德年代正式发布第三代CTP电池包技能-麒麟电池，经过对电池包的结构改善，将空间运用率从56%进步到72%，声称在相同的标准和化学体系规划下，其体系能量密度可达255Wh/kg，比特斯拉高出13%，整车续航路程可轻松打破1000km，选用全球创始大面冷却技能，麒麟电池支撑5min快速热发动及10min快速充电至80%SOC，完成了续航、快充、安全、寿数、功率以及低温功用的全面进步，估计将于2023年量产上市，初次搭载于吉祥轿车旗下高端电动轿车MPV—极氪009。

　　麒麟电池的结构从上到下顺次为：上盖、三合一弹性夹层、电池、托盘。立异要点之一是高度集成化的三合一弹性夹层，将结构梁（纵横梁）、隔热垫和水冷板替换为弹性夹层，安置在每排电芯间，一起起到结构支撑、冷却散热、电芯隔热和胀大缓冲四个功用。

　　麒麟电池将本该放置在电芯底部的水冷板（弹性夹层）竖直放置于电芯之间，添加了4倍换热面积、大幅进步了散热功用，然后完成了电池的安全快充。据宁德年代陈述，麒麟电池能够做到4C快充技能，完成5分钟热发动、10分钟快充至80%。

　　此外，麒麟电池选用电芯倒置，防爆阀朝下规划，当电芯产生热失控时，高温气流将向轿车底部喷发，进一步维护驾乘人员安全。

　　麒麟电池是宁德年代在现有的方形电池技能路线下，经过结构立异，进一步进步电池功用的重要方法。宁德年代选用了全球创始的电芯大面冷却技能，撤销了横纵梁、水冷板与隔热垫本来独立的规划，集成为多功用弹性夹层，完成了水冷、隔热、缓冲功用三合一，然后完成了体系集成度的较大进步。

　　文章来历：新能源电池热办理、锂电工业通、森蔚轿车、AI轿车制造业 、直观学机械