模組有什么用？

既然說是取消模組筆直集成到電池組，那么就要弄清楚模組的用途。

所謂模組，就是將部分相關(guān)零部件構(gòu)成一個(gè)模塊，也可以理解為一個(gè)零部件集合、總成的概念。例如傳統(tǒng)車輛的前端散熱器模塊，電子行業(yè)也會(huì)有功能集成模塊叫做模組。在電池組這一范疇，將若干電芯、導(dǎo)電排、采樣單元及一些必要的結(jié)構(gòu)支撐部件集成在一起構(gòu)成一個(gè)模塊，也叫模組。

三元?jiǎng)恿?a href="http://jydy88.com" style="color:#a98326">鋰離子電池模組

早期部分動(dòng)力鋰離子電池組采用圓柱電芯，例如特斯拉采用7000多個(gè)電芯，倘若筆直組裝到電池箱體內(nèi)部，其裝配復(fù)雜程度會(huì)大大新增，加工效率也會(huì)非常低，因此將部分電芯進(jìn)行預(yù)先集成績變得十分緊要。這也是電池模組出現(xiàn)的緊要原由之一。

模組的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，模塊化設(shè)計(jì)后便于售后維修，可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)模塊或模組的更換。

正如硬幣的兩面，模組的使用也不得不新增部分額外的零部件，并且模組數(shù)量越多，附加零部件就會(huì)越多。這些額外新增的零部件都會(huì)導(dǎo)致電池組的成本、重量上升。

與此類似的是特斯拉。最初特斯拉采用10多個(gè)模組，如今在Model3上面僅用了4個(gè)大尺寸模組，大大減少了冗余部件。此外，大容量方形鋁殼電芯的使用，電芯技術(shù)革新、加工一致性提高也為去模組供應(yīng)了機(jī)遇。

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CTP降本、提密度優(yōu)點(diǎn)分明

取消模組究竟能出現(xiàn)如何的效果？

寧德時(shí)代的數(shù)據(jù)顯示，CTP電池組體積利用率提高了15%-20%，電池組零部件數(shù)量減少40%，加工效率提升了50%，電池組能量密度提升了10%-15%，可達(dá)到200Wh/kg以上，大幅降低動(dòng)力鋰離子電池的制造成本。

蜂巢的數(shù)據(jù)是，與傳統(tǒng)590模組相比，CTP第一代減少24%的零部件，第二代成組效率提升5-10%，空間利用率提升5%，零部件數(shù)量再減少22%。

僅從兩組宣傳數(shù)據(jù)，很難看出兩者技術(shù)的優(yōu)劣，但兩家CTP在減少零部件、提升能量密度方面，實(shí)在表現(xiàn)不錯(cuò)。

無模組的另一優(yōu)點(diǎn)在于，產(chǎn)品加工流程的簡化。蜂巢能源相關(guān)人向《電動(dòng)汽車觀察家》解析說，傳統(tǒng)技術(shù)是電芯通過一定框架結(jié)構(gòu)構(gòu)成模組，模組要進(jìn)行下線測試，然后進(jìn)行存儲(chǔ)，轉(zhuǎn)運(yùn)。倘若PACK與模組不在同一廠區(qū)，還要額外的存儲(chǔ)，進(jìn)貨檢驗(yàn)，上線檢驗(yàn)等流程。這些工序過程都要投入人力、設(shè)備、場地等資源。

采用無模組辦法可以有效縮短產(chǎn)線、減少過程浪費(fèi)，電芯在線堆疊在線測試，筆直放入電池箱體，大大減少流轉(zhuǎn)過程，同時(shí)減少了傳統(tǒng)模組的邊框焊接工藝過程。這其中，單是焊接設(shè)備就要數(shù)百萬元。

業(yè)內(nèi)人士的幾點(diǎn)疑慮

在很多業(yè)內(nèi)人士看來，CTP并非新技術(shù)，往日多用于磷酸鐵鋰及客車范疇，由于客車電池排布空間大，磷酸鐵鋰離子電池的穩(wěn)定性較強(qiáng)，使用頗為廣泛。

但與客車+磷酸鐵鋰的組合完全不同，此次CTP技術(shù)大多會(huì)使用在乘用車范疇，大概率是三元電池。例如寧德時(shí)代與北汽新能源合作，就是采用的三元電池。正因如此，一些業(yè)內(nèi)人士對(duì)這一技術(shù)也提出了幾點(diǎn)疑慮。

○三元電池?zé)岱€(wěn)定性較差，要怎么樣提高安全性？

在某電池系統(tǒng)加工公司相關(guān)負(fù)責(zé)人馬先生看來，傳統(tǒng)電池組中，模組間存在一定距離，可以用作散熱。模組本身也有隔熱設(shè)計(jì)，對(duì)單體熱失控出現(xiàn)的熱流、氣流，以及噴射的導(dǎo)電物質(zhì)采取了針對(duì)性的措施，對(duì)熱失控傳播有一定的抑制用途。CTP變成一個(gè)大模組，這部分空間預(yù)留會(huì)不會(huì)不夠？

蜂巢相關(guān)技術(shù)人員看來，散熱、隔熱好正是CTP的優(yōu)點(diǎn)所在。早期模組采用磷酸鐵鋰電芯構(gòu)成VDA規(guī)格長度355mm的模組，由于其穩(wěn)定性較高，并未考慮預(yù)留足夠隔熱間隙；后期類似大眾MEb規(guī)格長度590mm的模組，則受限于規(guī)格影響，電芯間的隔熱緩沖材料選擇就受到限制，只能尋求一些小尺寸高性能的材料，為了滿足安全就得相對(duì)付出高昂的成本。

該技術(shù)人員補(bǔ)充道：相對(duì)而言，CTP因?yàn)闇p少一些零部件可以帶來更多的空間，且其自身尺寸受到限制相對(duì)較少，因此可以獲得相對(duì)較大的間隙空間，使得材料的選擇具有更多可能，從而實(shí)現(xiàn)成本降低。

寧德時(shí)代對(duì)此的處理辦法尚不清楚。不過也有相關(guān)車企電池部門負(fù)責(zé)人透露，寧德時(shí)代在電池組中也預(yù)留了一些空間，進(jìn)行散熱，整體效果還可以。

○CTP會(huì)對(duì)壽命出現(xiàn)影響嗎？

針對(duì)三元電池來說，傳統(tǒng)模組有預(yù)緊力（電芯循環(huán)后會(huì)膨脹，倘若不束縛會(huì)影響壽命；束縛過緊，同樣壽命減少或帶來安全問題）設(shè)計(jì)來保障電池的使用壽命，而且這個(gè)預(yù)緊力是經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證了的。CTP的多電芯集成設(shè)計(jì)，新增了預(yù)緊力設(shè)定的難度，對(duì)電芯的壽命會(huì)不會(huì)有影響？

對(duì)此，蜂巢技術(shù)人員表示，蜂巢的CTP在集成技術(shù)繼承了傳統(tǒng)模組的集成相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，筆直通過箱體對(duì)電芯施加一定的預(yù)緊力，同時(shí)會(huì)使用靈活的空間優(yōu)點(diǎn)，準(zhǔn)許電芯適當(dāng)膨脹使得集成對(duì)電芯壽命的影響得到改善，使得電池系統(tǒng)的壽命有所提升。

○售后維護(hù)成本、梯次利用難度是不是會(huì)新增？

馬先生認(rèn)為，傳統(tǒng)電池組內(nèi)部有模組，電池出現(xiàn)問題時(shí)可以通過更換電池模組處理；一旦無模組電池組出現(xiàn)問題，是否要整包替換呢？這恐怕不是4S店可以處理的了，大概率要退回電池廠家維修，售后成本是不是會(huì)大幅新增？

長安汽車歐尚研究院新能源動(dòng)力技術(shù)副總工程師韓鋒也表示，一般退役的動(dòng)力鋰離子電池，并不是所有電芯都有損壞。在傳統(tǒng)有模組的電池組中，只要挑出有損壞電芯的模組，其他沒有問題的模組可以筆直進(jìn)行梯次利用。但是沒有模組后，剔除損壞電芯的難度新增，梯次利用就很麻煩。

有關(guān)上述兩個(gè)問題，不了解寧德時(shí)代是不是有處理對(duì)策。不過，蜂巢能源表示，他們的CTP技術(shù)已經(jīng)考慮過這個(gè)問題，一方面，他們通過嚴(yán)格的工藝控制保證電芯一致性，來降低故障率；另一方面，他們的CTP可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)電芯的拆卸，以方便維修和梯次利用。

實(shí)在，倘若能對(duì)單個(gè)故障電芯做精準(zhǔn)判定，并且單個(gè)電芯可以由一線維修人員拆解、替換，維修成本肯定比替換模組更低。

能否成為發(fā)展趨勢？

有關(guān)業(yè)內(nèi)人士的幾點(diǎn)疑慮，無模組電池組仿佛都能找到處理辦法，這種辦法真的會(huì)被越來越多的主機(jī)廠接受么？

韓鋒坦言，對(duì)公司來說，這一技術(shù)還是具備較強(qiáng)吸引力的。采用這一技術(shù)的寧德時(shí)代動(dòng)力鋰離子電池價(jià)格不再是高高在上，能夠與第二梯隊(duì)電池公司水平持平。有關(guān)整車公司來講，自然希望以更低價(jià)格買到更好的產(chǎn)品。

韓鋒認(rèn)為，作為主機(jī)廠，首先要考慮的就是降低成本，尤其在補(bǔ)貼大幅退坡的情況下，整車公司的成本壓力會(huì)筆直傳遞到電池公司，電池公司肯定要有應(yīng)對(duì)辦法。

目前來看，部分電池公司給出的CTP辦法，電池組約莫能降低0.1元/Wh。尤其在對(duì)價(jià)格要求極為苛刻的磷酸鐵鋰離子電池范疇，這一降幅著實(shí)不少。