比亚迪刀片电池技术：长电芯方案提升电池包集成效率

比亚迪的刀片电池是一种长电芯解决方案（主要指方形铝壳），通过增加电芯长度（最大长度相当于电池包宽度），使电池组进一步完善。电池单元扁平且拉长。整合效率的技术。它不是特定尺寸的电芯，而是根据不同需求将不同尺寸的电芯串联而成。具体形状如下：

正负极在两端，两端（或一端）有防爆阀。感觉就像是两端有拉环的软包装+方形铝壳。与现有的方形铝壳电芯方案相比，该电芯最明显的优势就是良好的散热效果。难点在于整个电芯的结构稳定性、内阻、注液等，尤其是结构强度方面。在后续的CTP计划中，电芯需要依靠自身来实现支撑。

对此，比亚迪主要通过成型技术、结构设计等改进，提高壳体的支撑强度，同时将壳体的长宽比控制在预定范围内。此外，可以通过优化集流路径来降低单电池内阻，还可以辅以注液工艺的改进，解决单电池尺寸过长带来的注液时间长的问题。细胞。

关于比能量，目前还没有明确的信息，专利中也没有披露。不过，根据比亚迪昨天的讲话，我们可以大致推断出一个整体的具体能源趋势。

接下来我们从专利的角度重点关注一下比亚迪的CTP解决方案：

1）从结构上看，下图是一个CTP解决方案的分解图。

可以看到，单排电池直接铺设在底板上。电池两端均固定在端板上。两端的框架为电池提供支撑。为了增加支撑力，可在底板上加支撑台阶。 ;电池组框架与电芯大面之间有缓冲板（侧板），为电芯提供夹紧力。该平面图中没有垂直和水平梁。还可以添加纵横梁或阻燃隔热垫，形成多个子模块，如下：

比亚迪似乎打算利用电芯本身的强度来实现自支撑，同时依靠集成电芯的强度来增加整个电池组的结构强度，即电池组电池和盒子紧密地合二为一。这需要产品检验才能定型，对电池外壳的强度要求非常高。

2）热管理

比亚迪为CTP提供了两种冷却解决方案。上图为液冷设计。该方案是将水冷板放置在整个电池组的顶部，与模组顶板直接接触比亚迪最早电池车，对电芯窄边进行冷却；为了提高导热效率，模组顶板与电芯侧之间有导热板（可能导热胶或导热垫更合理），整个封装的温差控制在1以内°C。水冷采用U型水道设计或并联设计。

同时，电芯另一面与模组底部之间有隔热层，隔离电芯与外界的热交换，起到隔热作用。可以使用隔热棉。

这张图也展示了比亚迪CTP热失控的基本思路。进气口设计在防爆阀正对面，将热失控后的气体和火焰引导至排气通道，然后通过排气通道排放到周围环境。另外，如果有多个模块，模块之间会形成物理隔离；整个电池组外部应有平衡防爆阀；这个想法与Model S的设计是一致的。难点在于IP67和热失控通道的水侵入。腐蚀问题。

另一种是风冷设计，电池组上也有风道，如下图。风道位于电池上盖与底盘之间。采用导热翅片设计，增强上盖散热面积，提高导热板与单体电池之间的导热效率。底板与电芯之间有导热翅片。底部有隔热层，增加散热效果。

无论是液冷还是风冷，位置都在电池组上方，即电池组与汽车底盘之间。我以前从未见过这种方案，也不知道如何处理电池组和车身的紧固。另外，风冷还需要处理进风问题。

3）CTP方案配置

从专利来看，比亚迪CTP有8种以上的解决方案比亚迪最早电池车，对应不同尺寸的电芯、不同的排列方式，同时还兼顾了双层电池方案；对于箱体一体化，CTP会有传统的汽车底盘和箱体分离的传统解决方案，也有两者合而为一的一体化底盘解决方案。

整个设计中，缺少另一个核心电气连接和高压配电解决方案。电气连接应该采用FPC技术，比亚迪也比较早开创了这一技术。高压配电可能会用到下图红圈的空间，有点类似于奥迪e-tron的思路，以及前端空中的一个空间，见上一节。 4张图片，与Model S类似。

我个人觉得比亚迪的CTP理念更美好，更具有可扩展性和迭代性。唯一遗憾的是车辆的其他部分还没有集成。这是比亚迪相对宁德时代可以实现的优势。

以上是我们可以从专利中了解到的内容的总体总结。从昨天分享的PPT可以看出，比亚迪CTP（貌似叫GCTP）的集成效率可以达到86%以上。除了大模块方案外，还有采用粘合剂替代结构件的成组形式；除了功能一体化铝托盘（个人觉得电池组底部水冷设计还是可以的），还有功能一体化复合托盘。这里应该引起足够的重视，因为指出的两种解决方案趋势有颠覆上游供应链部分的趋势：即粘接取代焊接等，复合材料取代金属材料。这对结构件非常重要，箱体、焊接和成型设备企业受到重创。目前尚不清楚这一趋势有多快，以及比亚迪内部有多少比例正在发生变化。

比亚迪的CTP技术包含了很多信息。我简单总结一下我认为的要点（电芯内部除外）：

（1）大型电芯、大型模组、电池壳材料/工艺是需要新技术的领域；

(2)对于CTP结构，电芯如何固定比较困难；

(3)在CTP热管理方面，首次提出了电池组顶部冷却的设计。导热胶、隔热棉等是需要改进的地方；

（4）关于CTP热失控，方案的可靠性不是很好（该方案已经有失效案例），可能需要更多的PACK防爆阀；

（5）连接技术方面，高强结构胶可能是未来的增长领域；

（6）多功能复合材料盒产业化要加速，这对于搞材料的人来说是好事。