宁德时代取得充放电设备校准装置专利提高校准精度

admin1 4个月前 (11-30) 阅读数 38 #财经

专利摘要显示，本开放提供一种充放电设备的校准装置，属于电池技术范围。充放电设备的校准装置包括控制模块和校准工装，控制模块与校准工装通讯衔接，其中，校准工装包括多个测试通道以及采样模块，各测试通道用于与待测充放电设备的各个充放电通道逐一对应衔接，采样模块用于对测试通道的电压或电流启动采样；校准工装包括校准单元，校准单元包括预设数量的测试通道，校准单元设有第一测试通道和第二测试通道，第一测试通道经过采样线与第二测试通道衔接以构成采样回路，第一测试通道衔接的充放电通道用于输入采样回路的充电电流或输入采样回路的放电电流，第二测试通道衔接的充放电通道用于输入采样回路的放电电流或输入采样回路的充电电流。

宁德时代取得固态电池相关发明专利

宁德时代取得一项电池测试模具及装置适用新型专利，专利号CN2.X，旨在优化固态电池粉体受力平均性。该专利触及电池技术范围，包括夹持件和压紧件，经过点接触设计，优化测试环节。在2024年，宁德时代在专利授权方面表现出色，全年新增2017项专利，同比参与110.1%，表现出公司对研发的注重。 2023年，宁德时代在研发上的投入高达183.56亿元人民币，同比增长18.35%。在固态电池范围，宁德时代于2023年11月2日取得一项名为“粘结剂、制备方法、负极浆料、负极极片、固态电池及用电装置”的发明专利，专利号CNB。该专利提供一种含氟聚合物粘结剂，其中含氟聚合物包括偏二氟乙烯和式I所示单体的结构单元。粘结剂在低固含量下具有高粘度，适用于薄涂工艺，能提高极片面密度平均性，降低固态电池阻抗，优化循环稳如泰山性。宁德时代在2024年4月的业绩会上泄漏，其固态电池技术在技术和制形成熟度上目前处于4的水平，目的在2027年到达7-8的水平，方案成功全固态电池的小批量消费。宁德时代的技术路途关键基于凝聚态和硫化物双重资料体系。

CTP电池封装技术解析：宁德时代和比亚迪刀片电池有何优劣

随着补贴政策退坡，车企和电池消费商都不得不在本钱控制上再下功夫，包括贵金属资料本钱、研发和制形本钱的降低，会大幅减轻整车的规划压力，一方面给质量优化预留更大空间，一方面坚持多少钱优势，优化全体性价比，国产特斯拉在售价跌破30万大关后引来大批消费者关注就是最好的例子。

采用全新CTP技术的无模组电池包，相较于目前市场上的传统电池包，在本钱上，CTP电池包体积应用率提高了15%-20%，零部件数量增加40%，消费效率优化了50%，投入运行后将大幅降低动力电池的制形本钱，能量密度也上升到200Wh/kg以上。

CTP（CellToPack）是什么？

作为消费者，大部分人都不乐于研讨如此深的硬核技术，用大家最容易了解的话描画CTP——简化包装，降低本钱。以运输鸡蛋为例，假定以前的运输方式每20颗鸡蛋用一个礼盒包装从A点运送到B点，CTP技术则化繁为简，每1000个鸡蛋装一箱甚至一整车鸡蛋只用一个箱子打包，从A点运输至B点，从而节省包装本钱与运输重量。显然，如此包装发生的安保性和因运输而损坏的鸡蛋排查便利性都大大降低，这也是CTP的优势与缺陷。带着这样的概念下文详细引见究竟什么叫CTP技术。

普通电动汽车上搭载的电池包，由电芯（Cell）组装成为模组（Module），再把模组装置到电池包（Pack）里，构成了“电芯（Cell）——模组（Module）——电池包（Pack）”的三级装配形式。而CTP，即CelltoPACK，是电芯直接集成为电池包，从而省去了两边模组环节。既然说是取消模组直接集成到电池包，那么就要弄清楚模组的作用。

什么是模组？

所谓模组，就是将部分相关零部件构成一个模块，也可以了解为一个零部件集合、总成的概念。在电池包这一范围，将若干电芯、导电排、采样单元及一些必要的结构支撑部件集成在一同构成一个模块，也叫模组。去掉模组后，其关联的高压线缆、通讯线缆、冷却/预热循环管路、BMS监测模块、温度传感器、电传达感器等设备，都要启动相应的改良或重新布设。宁德时代CTP技术路途基于高镍三元锂架构，其中心是增加了模组数量，直接由多个大容量电芯组成规范化电池包，再灵敏堆叠组成更大的电池模块，顺应不同车款的储能要求。目前CTP有两种技术路途，一种是以大模组替代小模组的方式，另一种采用完全无模组方式。

Model3是由四个长度约2米的大模组组成，而之前特斯拉ModelS的模组为16个

以大模组替代之前小模组把之前的小模组去掉侧板，用扎带衔接起来，把模组做大，实践上，特斯拉Model3所采用的基于集成化大模组曾经展现出了这种趋向的效果，相对此前Model3仅电池本钱就降低了35%。

大模组方案——宁德时代CTP

其关键亮点是在模组与模组间采用一种套筒的衔接方式紧贴在一同，同时套筒下有固定装置与整车相连，这样整个模组简化了却构，也成功了轻量化。

宁德时代专利

如图一至图四所示，每个电池模组11均包括框架111和容置于框架111内的多个电池单体112，相邻的框架111之间固定设置有上述套筒12，该套筒12具有用于穿设固定件的通道124，固定件穿过上述通道124，组装成电池包1，随后在装置梁13作用下，固定于整车内。

图一

图二

图三

图四

从以上剖析可以看到，CTP并不是很先进的技术，无非就是采用大电芯和大模组，关键对电池包外部的衔接启动结构上的优化，省去了两边环节的零部件，从而简化装配工艺和流程。宁德时代CTP电池单体电芯容量从最后的50Ah到如今的超越200Ah，大大增加了壳体的占比。

其优势关键有三点：第一，CTP电池包由于没有规范模组限制，可以用在不同车型上，经常使用普遍；第二，增加外部结构组建，CTP电池包能提高体积应用率，系统能量密度也直接优化；第三，其散热效果要高于目前小模组电池包。

宁德时代CTP电池技术与811高镍电芯结合，将会用更高的能量密度取得更好的续航里程，据宁德时代目前地下的资料显示，CTP电池组依然会采用方壳封装，思索到目前高镍电池的稳如泰山性，这种封装是比拟好的选择。

无模组方案——比亚迪刀片电

比亚迪的刀片电池则基于其所擅长的磷酸铁锂技术，采用自家研发的长度大于0.6米的大电芯，电池单体相同向大容量退化，但电芯外形愈加扁平、窄小（长边可以定制变化，单体最大稳如泰山长度可以到达2100mm），经过阵列的方式排布在一同，就像“刀片”一样拔出到电池包里，这也是大家称之为“刀片电池”的要素。

比亚迪披露的专利

我们大胆猜想“刀片电池”从一末尾就思索到自家产品的多规格顺应性需求。刀片的窄边做得尽量小，意味着垂直高度更容易顺应高底盘和低底盘车型。未来或许会基于此开发超薄底盘的多性能车，让用户取得更多的经常使用空间以及更大的电池容量，该方案相应的优化动力电池总成的能量密度同时，可以取得更好的电芯散热/预热设定，在复杂工况充放电形式下电芯温度差可以控制在1℃。

最新车型比亚迪汉行将搭载的正是这款“刀片电池”，体积比能量参与50%，本钱降低30%，续航里程到达605km。比亚迪CTP电池技术与磷酸铁锂电芯结合，将会带来更好的耐温性同时也降取得稳如泰山的续航里程，本钱的增加也将为车辆带来更强的竞争力或是更好的利润空间。

由于比亚迪早期的技术规划押宝在磷酸铁锂上，这也是“刀片电池”采用磷酸铁锂的关键要素之一，磷酸铁锂电池不要求钴金属，对比三元锂电池，本钱更低，目前市面磷酸铁锂电池售价0.65元/wh，远低于三元电池0.85元/wh。当然押宝磷酸铁锂的要素并不是由于它更廉价，反而是由于其安保性高、循环寿命长等关键优势，借助刀片电池的封装优势，进一步增加了磷酸铁锂能量密度低的弱点。

磷酸铁锂电池优势：

（1）能量密度高：标称电压为3.2V，能量密度是铅酸电池的4倍左右，体积小、重量轻；

（2）安保性强：磷酸铁锂正极资料有良好的电化学性能，充放电平台颠簸，充放电环节结构稳如泰山；

（3）高温性能好：外部温度55℃时电池正常任务；

（4）高功率输入：规范放电为0.2C、可3C充放；

（5）长循环寿命：常温1C充放电，单体经2000次循环后容量仍大于80%；

（6）环保：整个消费环节清洁无毒，一切原料都无毒。

CTP封装耐受力变差了吗？

由于去除或简化模组，电芯直接固定在动力电池总成外部，就要启动必要的结构增强，已取得碰撞环节中的主动安保设定。也正是由于去除了模组，动力电池总成的自重将会不同水平的降低。

关于常年经常使用的私家车而言，普遍采用非承载式车身，没有大梁，电池结构还要求能够接受车身重复形变带来的长时期应力变化。电池模块作为底盘上的中心部件以及受力部件，必需思索结构强度以顺应汽车复杂的经常使用场景。侧向碰撞的抵御才干是最显而易见的需求，厂家通常会对电池包外壳的结构和资料运用以优化这方面才干。

电池包受改动力仿真模型图

经过结构剖析，我们可以看到，宁德时代CTP技术由于思索到体积封装效率的最大化，大模组之间的衔接牢靠性更容易遭到对角线重复切应力的影响，关于高压线束和冷却系统的衔接应战比拟大，值得一提的是，宁德时代开放的电池包专利取消了现有技术中的电池箱体，直接将电池模组经过固定件穿过套筒或许应用装置梁直接装在整车内，在成功电池包轻量化的同时，也提高了电池包在整车的衔接强度。

比亚迪电池包装置位置

而比亚迪刀片电池实践上依然保管了模组封装和电池包封装的全体构型，同时从专利图可见，其电池包封装将有或许依据车型要求，预留形变空间，防止超薄大电芯直接受力。从结构耐久性上看，比亚迪刀片电池封装更容易做出牢靠的产品。

不过，这样的保险结构也会带来其他疑问，从工信部发布的比亚迪汉电池功率密度来看，只要140Wh/kg，这个数据是什么概念？放在2019年是中等甚至偏下的水平，到来2020年则仅仅是入门水平，假设未来比亚迪可以把该技术进一步优化，将磷酸铁锂电池能量密度优化至200Wh/kg甚至更高的话，三元锂电池恐怕只能经过进一步提高能量密度以及取得更多市场份额。

阻止CTP成为“大哥”的拦路虎

CTP虽然有着如上显示的诸多优势，但是取消模组环节，也会带来很多风险。 CTP对电芯分歧性的要求更高，电芯由于充放电收缩形成的形变和散热性能变差两个疑问要求在整个电池包层面启动考量。

最为关键的是一旦单个电芯出现缺点，就会触及到改换整个电池包，而不是之前只需改换某一个模组，维修本钱会大幅参与。这也是特斯拉电池饱受大家诟病的痛点之一——维修本钱过高，买此种类型电池的车关键着重关心一下相关保险的细则，以免一次性事故就让整台车“丧命”。

CTP是电池技术的另一个风口？

能量密度优化是最能让电动汽车喜好者兴奋的信息，毕竟能量密度的上升可以实真实在的处置电动车身上最大的痛点。想象一下，当市面上的电动车都可以轻松做到700km续航时，大家看待电动车和汽油车的态度能否会有180°大转变？正因此，大家关于CTP都甚为关注，看完此文你大约也会发现，其实CTP技术面前实质上是电池厂商和车企的博弈，该技术的优势和缺陷都是十分清楚的。依据目前已知信息，北汽新动力的EU5后续会搭载采用CTP技术的电池包。

如今电池厂商做模组并非强赢利点，并且大少数车企自己可以做模组，例如华晨宝马、北京奔驰、通用汽车等，反而做PACK才是可行的出路。而电池厂商只要转变为CTP方案，之后才无时机去做整个PACK，CTP因此也被打包和宣传为动力电池的下一个风口。

编辑总结?/

不知道经过此篇文章您看懂CTP“套路”了吗？正如双离合+TIS被打包宣传成黄金动力组合动力强油耗低，但它没有说其牢靠性普通维修本钱高且并不适宜中国拥堵路况的弊端，CTP技术确实可以较为清楚的优化电池能量密度，但是也确实存在着相对不稳如泰山的硬伤。作为消费者，你可以选择做第一个吃螃蟹的人，从中取得一些异乎寻常的体验，也可以选择保守张望。