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宁德时代CTP3.0麒麟电池专利解析及短评

宁德时代CTP3.0技术的麒麟电池消息,最早是由宁德时代首席科学家吴凯在今年3月份的电动汽车百人会上释放出来的。

相同化学体系同等电池包尺寸下,麒麟电池电量比4680系统能提升13%。近期,在宜宾举行的世界动力电池大会上,吴凯再次释放出了麒麟电池的相关信息:

1)麒麟电池目前还在B样阶段;

2)麒麟电池在两块电芯的中间加水冷板,使相邻两块电芯的热传导降低,不会出现热失控;

▲宁德时代CTP3.0麒麟电池

作为好事者,搜索了宁德时代一些电池包的相关专利,发现有篇专利所述类内容与宁德时代所释放的关于麒麟电池的信息高度吻合(专利中所述的信息,与上述效果图片相比,个人认为更接近宁德时代CTP3.0麒麟电池)。专利信息如下:专利名称:箱体结构,电池及用电装置 ;授权公告号:CN 216648494U专利中的主要附图如下:

▲CTP3.0麒麟电池专利附图1

看到这个附图的第一反应:同样作为CTP成组技术,电芯在箱体内的排布方式与近期比较火的上汽魔方电池比较相近,如果说魔方电池Pack内的电芯安装姿态是躺平(电芯大面与箱体接触),而宁德时代的麒麟电池电芯安装姿态是侧卧(电芯高度方向的窄面与箱体接触)。

通过消化专利中的信息,将宁德时代CTP3.0的麒麟电池设计上的亮点或者创新点,提炼如下:

1)将普通的方壳电芯侧卧安装在箱体内(极柱朝箱体两侧),这样在同样的箱体空间内,可以比传统的电芯极柱朝上安装放置更多的单体电芯。且两排电芯背靠背成组,紧贴着,进一步提高体积利用率。

2)如宁德时代首席科学家吴凯所述:两块电芯之间夹着一块水冷板(通俗点讲:两排电芯共享一个冷却通道)。而不是一排电芯使用一个水冷板,这样可以减少冷却板数量,除了降低BOM成本,还能有轻量化的效果;

3)冷却板并不是传统电池Pack里的单板,而是一个集成式的分总成零件。这个分总成冷却板不仅能起到散除电芯热量的功能,还有很重要一点:就是能起到传统电池包横梁和纵梁吸收外界破坏能量的作用。从而不需要为下箱体额外设计横梁和纵梁,甚至也不需要传统冷却板的防护底板,因此这种集成式一体化排布的冷却板融合了电芯散热和结构强度保证的双重功能。这样的设计进一步降低了BOM成本,也能起到轻量化的效果,最终提高了电池系统能量密度。专利中描述这个集成式且插入两排电芯中间的冷却板为加强体。是因为这个冷却板不仅能起到保护电芯的功能,通过专利中的描述,这个冷却板还可以连接上盖和下箱体,进一步保证整个箱体的强度。

4)另外还有一些细节:下箱体上有限位块,用于集成式冷却板的自动化安装和限位,集成式冷却板两侧也能起到一排电芯成组后两个大面的限位功能。下箱体上有限位槽,用于电芯成组时高度方向上的限位,也应该能起到极柱平面度保证的功能,便于电芯入箱自动化堆叠。

根据专利中的实施案例所述:电芯与冷却板之间,还是需要导热结构胶,起到保证强度和优化散热效果的功能。

以上是对极有可能是麒麟电池专利信息的解读。尤其是上述第三点,我认为是作为宁德时代CTP3.0技术中最大的亮点。当然,对于麒麟电池的详细细节,在宁德时代接下来要正式发布的信息中,会得到进一步的确认和验证。宁德时代的CTP3.0麒麟电池,目前看下来又是电池Pack系统设计领域又一个重大的结构创新。

▲CTP3.0麒麟电池专利附图2

电池化学体系领域的创新和变革速度是比较缓慢且渐进式的,因为除了产品验证周期较长之外,另外还需要等形成成熟的上游材料产业链之后,下游新的化学体系电池才能放量。

而正是因为上述原因,因为国内在机械结构等方面成熟的产业资源,可以在结构设计方面做到短平快,快速地进行迭代,从而造就了当前电池结构创新领域百花齐放的市场状态。

从企业经营维度层面讲,结构创新和化学体系创新两个方向都是必不可或缺的。化学体系创新谋求的是长期发展竞争壁垒,而短平快的结构创新可以为渐进式的化学体系创新争取更多的竞争时间窗口,在一定时期内,可以让企业持续获得外界关注,且能保持自己的市场领先地位。

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