宁德CTP专家-交流纪要
CTP发展：初代CTP与今年宁德时代新发布的麒麟系统对比· CTP目前应用的三种架构：重卡，电动大巴，储能电柜上的pack· 用的大容量贴片型的麒麟电芯：230， 280· 第一代已经比较成熟，今年六月内要量产麒麟架构· 目的都在于减低pack的成本，同时提升同等大小pack的体能密度·CTP一代二代都可以使用在磷酸铁锂和三元锂上· 宁德时代主要出货车企：吉利、未来，新增红旗，北汽。国产车企为主，国外目前没有直接使用CTP的乘用车图片图片一代到二代生产过程改变：· CTP1.0有简易的无侧板模组的生产下线。而麒麟不需要做一个完整的模组，直接把电芯对接后转移到pack中，再做电芯之间的电连接和模组之间的电连接和叠加连接。· 电芯的层级上两代之间没有明显差异，负极碳硅的工艺并不单独体现于两代的CTP，所有体系的产品都是这样的结构。· 二代CTP在提升能量密度的同时，实现了降本：模组层级还有pack层级做了物料减法，取消了很多厚重的结构件，调整了pack中横梁的布置。给电芯的摆放提供了更多位置。降本，同时也是麒麟架构能大幅度提高能量密度的原因。同等大小的pack电量提升10-20%。· Pack层级的成本下降相对于模组层级的成本下降比例有所减少。因为pack层级中还有一些下托盘、BMS、上盖或者密封垫这种价值比较高的原材料。因此整体上因模组成本的下降而降本，pack上拉平一点。生产过程中拉线投入的的人力，设备成本有明显下降。· 一代二代CTP pack在外观上基本一致，在车企对底盘不进行大改动的情况下，可以直接从一代pack转换到二代麒麟架构的pack。· 两代内部的差别较大，1. 从模组层级来说：Ø 一代CTP是有一个完整的模组的，有端板的结构（铝合金材质，较厚：15-20mm），为了约束模组在长度方向的尺寸，长度方向使用一根环形硬质钢带，下面有一个在模组生产线上直接打包的PE做的长方形的约束。有了约束的存在才能在pack和模组之间实现转运和测试下线的过程。生产过程中是电芯贴胶堆叠完成之后，打上钢带，在上方安装一块CCS板进行848焊接，焊接之后做高低压均匀的测试，做模组的下线，下线完成之后，转移到pack拉线，做一个装备。Ø 在麒麟架构的模组构型上它做了一个比较大的变化：不再是一个完整的模组结构，它是直接把电芯贴胶，跟一个注塑的塑料端板（比较薄，大概只有3~5毫米，在整个结构中不起受力的作用，只是在电芯转移的过程中提供一个避免电芯直接接触的部分，防止电芯本身的结构发生一个形变的隔离作用。电芯在成组完成之后，直接转移到整箱的pack中，然后在pack层级去安装线束隔离板，然后再去做一个整箱的焊接，然后把整个模组串起来之后，然后做一些pack层级的定型的测试，这些派克的测试（包括一些低压通段高压的绝缘，亲密测试）在的CTP1.0也是有也是有做的，这是两者区别。因为是在pack中间做一个焊接的工序，没有一个模组完整的下线过程，所以说在省掉了848焊接之后，电芯之间的一些高低压绝缘，电芯的通道也是在Pack的层级的通道进行测试，所以拉线成本的投入在模组上有一定的下降，但是在pack层级降低少一点，所以总的的来看对于拉线人力还有设备投入的降低主要体现在模组层级；在pack线上，因为模组它是端板上是有一些报载点的，这些报载点是用来跟箱体上预制的螺丝孔进行一个容量连接，起到一个固定模组的作用，在使用过程中吸收模组在长度方向的膨胀。二代CTP麒麟架构是没有这个结构的，是把整个塑料端板嵌到金属横梁中去，由金属横梁自然的去吸收整个模组在使用过程中的一个膨胀作用，所以在整个pack层面上，省掉了一个模组固定的两个工站，减少比较有限，主要是几把拧紧枪，还有人力的减少，相对模组层面减少的比较有限。2. 在pack的层级上来看，麒麟系统相对于一代CTP更简洁，调整了横梁的数量，调整了整个电芯，整个模组在pack中的排布。Ø 在一代的CTP构架中， 有两种模组，一种是双排的一个大模组，还有为了填充空间，因为受限于底盘的一些设计，一般的pack的下箱体有一个切丁的设计，这个区域是没法融进一个的大模组，现在用两个小的单板模组去填充这个空间，做了一个提升整个pack提箱的一个密度，但是因为有这两个小的模组的存在，所以在产业生产过程中还需要一些设备去专门做这些小的模组，这也是整体拉线造价比较高的一个原因。Ø 而到了麒麟架构之后，它使用的是6个完全一致的一个大模组，这样的话产线不需要为这种特制的小模组去做一些兼容。排布更加整齐，对于整体线束的连接，或者整体高压线束的长度有一定的好处，但因为比较长，在线束方面的缩短是比较有限，成本上并不敏感。以上是两代CTP之间的一个差别。优化了pack内部的横梁的位置，进而优化了电芯在pack内部的排布的方式，进一步的挤压pack内部的空间去提供给电芯，在相同的大小的pack中塞入更多的电芯，进而提升整个pack的一个度电数，这就是麒麟系统最核心的一些步骤。在麒麟系统之后，很容易去做到最新的零跑的 CTC、比亚迪的CTB结构，是递进的架构。未来可能推出的CTB3.0，可能就是以CTC架构的CTP作为进一步的升级的产品出现。 这个是对比稍微老一点比较偏向概念状态的大刀片电池，但是目前已知的比亚迪的刀片电池应该是继续走小的软包串联之后放到一个大的铝壳里面的结构。内部是完整的电芯集并结构的大刀片是有一定优势的，如果是比亚迪现在采用的那种刀片电池里面套的是小的软包的话，其实在能量密度方面刀片电池并没有优势，反正浪费了很多的空间，在体积能量密度上有一定的损失。CTC技术对比：· 零跑CTC：上盖集成到整车底盘。不是完整意义上的CTC，广义上CTC的要求是直接把电池pack托盘跟整个车底盘融合在一起，而零跑的概念两者是分离的。· 比亚迪CTB：车身下地板放在整个电池包箱体上，装在底盘上。这两种CTC的结构并没有脱离pack的生产范畴。CTC结构下，pack的托盘需要和车底盘进行融合，所以下托盘的供应商需要做整改，跟不上CTC的结构，可能会被底盘厂商吃掉份额。· CTP还是需要托盘的，而CTC不需要托盘，是和整车的底盘融在一起的。Q&A：1、Q：CTP二代麒麟什么时候可以大规模落地落地？哪些方面需要加强？A：麒麟系统在6月底会量产出货给未来做正式的装车。在23年Q2会有其他车厂跟进，那时麒麟系统出货量将会比较多。但一代CTP很多的厂家都可以做多，客户的选择多，可能需要再晚一些。结构强度上，因为一代已经在横梁上有一些设计了，不需要太大设计就能维持电池包的强度，因此二代通过略微增加其中一个横梁的厚度，去掉一个横梁，在结构上做了减法。在模组层级物料上有比较大的钢替：但是这个东西也不是因为CTB产品发布才引起的，主要的区别在于一代CTP因为模组和pack是分开的，在模组生产过程中，为了降低生产成本。2、Q：CTB， CTP二代，特斯拉4680三种成本下降一致吗？A：特斯拉老的圆柱电池是大模组形式，4680下可能会跨越到无模组的结构，再加到CTC的应用技术上，因此4680在结构变化上最大。CTP2.0还是单独pack和车底盘分开，到3.0的时候可能会pack和底盘的融合。3、Q：卷绕和叠片工艺：A： 叠片目前达不到卷绕的工艺，在电芯内部积热转让效率上， 使用叠片的产量只有卷绕产量的1/2-1/3。叠片比卷绕装备成本上高20%，平台下来高10-15%。宁德时代有叠片工艺的储备，量产的话可以做市场到顶尖水平，但量铺不开的话成本划不来。比亚迪的叠片工艺：刀片电池由铁锂做的小软包串起来，软包电池用的都是叠片，成本高一点但比亚迪的电池自产自销，对电池价格不敏感。4、Q：宁德时代，方形三元做成CTP二代的密度，安全风险？A：第一，宁德时代对电池内部一致性把控是最好的。电池一致性差，充放电的时候导致SOC高低不齐，有失火的风险。宁德的存储数据积累的比较多，上线的时候就会少选出不合格的一批。第二，在生产过程中一些金属碎屑或是金属导体掉落到整个电池包中，电池充电过程中由一个膨胀和收缩，会刺破膜，导致整个结构短路。目前CTP2代结构上，已经用了无飞电焊接，从源头上避免了金属碎屑落在整个pack的可能性。所以在工控和质量管控上，宁德的三元电池准备比较充足。5、Q：因为比亚迪他们的成组效率比较高，并且电池跟车一起卖，所以说不存在谁抢了谁的设计权吗？但是毕竟宁德时代是一个独立的电池企业，CTC涉及到底盘的构架等一些问题，车企不一定会放权，如果不放权，他们自己去做设计，我们只做一个电芯，那就变成一个纯代工厂，BMS也被人拿走了，这样对于电池企业的盈利能力是不是有压力？A：是有压力的，尤其是CTC，比如领跑CTC的结构中用的还是比较老的一种模组的户型，并不是无模组构型或者大模组构型。未来如果做CTC的话，一旦做一个整的车系的标准化，要满足两家的权利都能够得到保障的话，可能以合资公司的形式更加更加靠谱一点，令双方都能满意一点。合资工厂：比如明德主要负责电芯，上汽时代做最终的产品来分工。6、Q：铁锂成组简单，做成电池结构简单，再加上向CTP， CTC的发展，很多车企比如比亚迪和特斯拉开始自己做电池。这种情况下，宁德时代优势在丧失？A：乘用车中，抛开大巴、重卡，低端15万以下的车，能够给车企带来大量盈利的主要还是三元。 目前铁锂的大量出货主要增量到了储能的方向，宁德时代今年储能总量70-80GWh。所以虽然铁锂市场增长巨大，但并不是体现在乘用车上。其次，车企只是希望能够引入更多供应商来达到好的议价能力，目前来看满足各大车企长期的供应商还是只有宁德时代一家。虽然其他家都在扩产，但相当于拿到投资者的钱去做扩展，最后的目标还是要盈利。在跟客户签了长单便宜的单之后，很难保证在未来的三年之内还能维持一个营业状态，供应链如果说资金链有断裂的话，可能倒塌就是一瞬间的事情。而宁德时代不需要额外的融资，能够自给自足，满足自己的扩展的需求。所以宁德时代只是会有一定的下降，但仍然是车企的主流的好选择。7、Q：CTC/CTP铝挤压工艺电池托盘，工艺难度提升？A：传统汽车底盘是铸造铝或者钢，但是新能源底盘要求比较高的尺寸控制，所以如果用铸造精加工不如用挤压铝材去做焊接，焊接来得更快一点。使用挤出类型材通过焊接做整车的底盘会比直接铸造贵一点，所以整个底盘都是选择铸造的形式。和胜主要是给宁德供，新签的一个下托盘的长期大单：70~80个亿。为了满足装配精度的需求，使用更高精度的基础铝焊接工艺，取代原有的压铸铝的工艺。这种形式对于铸造厂，底盘厂商来说并不算一个很难的工艺，因为铸造铝的底盘做出来之后，也是要经过一部分焊接的工艺的，所以对他们来说只是一些公用夹具的设计上需要一些时间，工艺储备上他们应该比较齐全。8、Q：CTP电芯直接集合到底盘上，整车厂和电芯厂争夺pack、BMS、模组的设计权？A： 现在大多BMS的设计是电池厂根据客户的需求高度定制。比如国外客户基本上很少采买整个盘带，无论是供应链还是工厂的工艺都更加成熟。宁德时代的工艺标准来源也是宝马奔驰大众车企内部的工艺要求。随着车企规模增大，老的大牌车企更希望摆脱对整个pack的依赖，希望自己做pack或者采买模组后自己组装pack，或者自己采买电芯后组装模组的pack。但是涉及到的问题是，整车厂的工艺水平没有办法像宁德时代一样做到快速的工业化拉线，成本投入会更高，更多的时候是保留一部分的研发能力，量产是不能满足自己本身需求的，还是需要从供应商或者从电池厂商那里买到足够的产品去做。除了小鹏已经有了自己的整车工厂，在建设自己的电机电池的厂，其他的新势力以代工为主，只能采买模组再去找代工厂做pack。长期来说，最终可能电池厂会融为代工厂，只提供电芯的形式给整车厂。9、Q：电芯厂提供整体方案的利润率会比直接提供电芯要更高一点吗？A：提供纯电芯的话，附加价值就被去掉了，出同样的电量，赚的钱会变低。但是存在整车售后的问题：整车厂自己做pack的话，需要对整个pack进行售后服务，而挑出电芯本身的问题所在是很困难的，所以电动车普及之后，电动车动力电池的售后成本会有一个
