在政策和成本競爭的雙重力量下，新能源技術(shù)需要不斷向低成本、模塊化、標準化發(fā)展。特斯拉Model 3使用的21700基于電池的集成大模塊已經(jīng)顯示出這一趨勢的效果，并且與之前的Model 3相比，僅電池成本降低了35%。

作為中國新能源技術(shù)的出口國，五大磷酸鐵鋰動力電池制造商中的CATL和比亞迪都在這一趨勢之上發(fā)布了自己的電池集成技術(shù)。CATL的CTP（CellToPack）技術(shù)路線基于高鎳三元鋰結(jié)構(gòu)。其核心是減少模塊數(shù)量，由多個大容量電芯直接形成標準化的電池組，然后靈活堆疊形成更大的電池模塊，以滿足不同車型的儲能需求。

對比刀片電池與CTP，比亞迪的刀片電池基于其擅長的磷酸鐵鋰技術(shù)，電池芯也向大容量發(fā)展。然而，電池的形狀更平坦、更窄，因此它被形象地命名為刀片電池。將多個刀片捆綁在一起形成一個電池組模塊，并將幾個大型模塊組合在一起形成電池模塊。

 

刀片電池與CTP的結(jié)構(gòu)耐久性比較

電池模塊作為布置在車輛底部的大質(zhì)量單個部件，必須考慮結(jié)構(gòu)強度對復(fù)雜車輛環(huán)境的適應(yīng)性?？箓?cè)面碰撞的能力是最明顯的需求，制造商經(jīng)常通過電池組外殼的結(jié)構(gòu)和材料使用來提高這種能力。然而，對于私家車的長期使用，非承載車身通常在沒有大梁的情況下使用，電池結(jié)構(gòu)也需要能夠承受車身反復(fù)變形引起的長期應(yīng)力變化。

通過結(jié)構(gòu)分析，CATL的CTP技術(shù)由于考慮到體積封裝效率的最大化，更容易受到重復(fù)的對角線剪切應(yīng)力的影響。高壓線束和冷卻系統(tǒng)的連接具有挑戰(zhàn)性，長期使用的可靠性仍有待驗證。與刀片電池vs CTP相比，比亞迪刀片電池實際上仍然保留了模塊封裝和電池組封裝的整體配置。

 

 

同時，從專利圖中可以看出，電池組封裝將能夠根據(jù)模型的需要預(yù)留變形空間，避免對超薄大電池的直接應(yīng)力。刀片電池與CTP的結(jié)構(gòu)耐久性比較，比亞迪刀片電池包更容易制造出可靠的產(chǎn)品。然而，這樣的保險結(jié)構(gòu)也帶來了其他問題。從目前公布的數(shù)據(jù)來看，比亞迪使用體積功率密度作為衡量標準，但尚未公布被廣泛使用的重量功率密度數(shù)據(jù)。

可以猜測，其結(jié)構(gòu)重量疊加在鐵電池本身上的比能量并不高，導(dǎo)致其重量功率密度在工信部標準測量平臺上沒有重大突破。根據(jù)之前的信息，預(yù)計刀片電池在一個封裝中的功率密度可能達到180Wh/kg左右，處于目前的主流水平。

 

刀片電池與CTP的結(jié)構(gòu)兼容性比較

CATL作為單一電池及相關(guān)技術(shù)供應(yīng)商，需要面對更多的產(chǎn)品匹配考量。然而，從目前專利的細節(jié)來看，CTP大模塊的高度不能改變，同時需要與匹配的外殼相匹配，才能適應(yīng)安裝在不同的型號上。這樣的結(jié)構(gòu)要求原始設(shè)備制造商在產(chǎn)品規(guī)劃中做出相應(yīng)的調(diào)整。

更困難的問題是，目前沒有大規(guī)模的銷售作為發(fā)展的支撐，制造商需要對單個電池供應(yīng)商的配置進行設(shè)計調(diào)整的風險非常大。作為自主生產(chǎn)新能源汽車的十大鋰離子電池制造商比亞迪，刀片電池vs CTP，刀片電池可能從一開始就考慮到了自身產(chǎn)品的多規(guī)格適應(yīng)性需求。

 

 

葉片的窄邊盡可能小，這意味著垂直高度可以更容易地適應(yīng)高乘和低乘車型的需求。未來，可以在此基礎(chǔ)上開發(fā)出底盤超薄的多用途汽車，讓用戶使用更多空間，挖掘新能源汽車的優(yōu)勢。同時，我們也看到這種超薄電池的堆疊應(yīng)用是可能的，這可能是為商用和高底盤大型SUV產(chǎn)品準備的，可以儲存更多的能量。

 

刀片電池與CTP單體配置特性的比較

CATL CTP電池的另一個特點是單電池容量大。單電池容量從最初的50Ah增加到200Ah以上，大大降低了外殼的比例。同時，當充電和放電速率保持不變時，簡單的串聯(lián)結(jié)構(gòu)可以輸出或接受更大的電流（提高功率和充電便利性）。此外，CATL目前的公開信息顯示，CTP電池組仍將封裝在方形外殼中?？紤]到目前高鎳電池的穩(wěn)定性，這種封裝應(yīng)該是一個更好的選擇。

與刀片電池vs CTP相比，比亞迪刀片電池的單一設(shè)計有點令人驚訝。首先，如此大的單體長度不是穩(wěn)定的機械結(jié)構(gòu)，并且當受到側(cè)向力時，抗變形性非常弱。通常，電池的內(nèi)部壓力會導(dǎo)致外殼膨脹，進而對周圍的電池施加壓力。因此，在組建團隊時，有必要仔細考慮差距問題。一方面，有必要防止沖擊，另一方面，也有必要消除側(cè)向力。在這方面仍然缺乏證據(jù)。

另一個技術(shù)挑戰(zhàn)可能來自電池的內(nèi)部繞組方法，據(jù)推測，電池的內(nèi)部將采用多個電極+多個獨立繞組單元的形式。事實上，它可以被視為由多個小電池組成的大電池，但這些小電池共用一個包裝。

 

 

結(jié)論

總的來說，刀片電池與CTP有其自身的優(yōu)點。CATL的CTP具有更高的功率密度和更高的組效率。它對大多數(shù)主機廠的成本控制更友好，在一定重量的前提下更容易推出電池壽命更長的產(chǎn)品。比亞迪的刀片電池在結(jié)構(gòu)靈活性和耐用性方面更具價值和想象力，大大提高了鐵電池的性能，使其從商業(yè)或低端產(chǎn)品回歸主流。這不得不說是一個相當大的改進。

從另一個角度來看，兩者在技術(shù)架構(gòu)上的差異也說明了一個事實。雖然兩家公司都是新能源汽車的技術(shù)出口企業(yè)，但比亞迪本身作為代工企業(yè)的技術(shù)積累具有優(yōu)勢。這種優(yōu)勢可能不取決于單個指標的改進，而更多地取決于對用戶環(huán)境的理解和合理化。