（动力）电池主要公开技术汇总

2）电池安全监测和预警模型
岚图在对电池包原有温度电压预警基础上，搭建了精确的电池安全监测和预警大数据模型，追踪每一台车、每一块电池的使用数据，并将监测到的数据与云端大数据库实时对比，当系统发现电池监测数据出现异常时，岚图会通过云端APP推送及车辆的预警系统，提醒用户。
岚图BMS云端卫士

3）电池PACK设计
在被动安全上，岚图对电池结构进行了五大设计：车身防护、高强框架、压力传递、形变吸能、电池双保险。

岚图电池PACK方案

a）车身防护：在车门门槛位置，采用双层结构的1500MPa超高强度热成型钢，前后车身内部，采用行业最高等级的2000Mpa热成型钢，防止车辆发生膨胀或侧翻时挤压电池，从而保证电池的完整性。
b）高强框架：通过高强度铝合金框架、多条加强筋强化其耐撞性，根据测试结果，高强框架可以抵御20吨力的挤压。
c）压力传递：在电池包内部设计多条纵横加强梁，使得电池包受到外力时层层分解，从而保护内部电芯。
d）形变吸能：岚图对电池包预设了超过30mm的形变吸能空间，在电池包受撞击变形时，保护内部电芯。

e）电池双保险：电芯双极均设置有防爆阀，当电池内部压力增大时，防爆阀被冲开，避免电池发生爆炸。
6 大禹电池
2021年6月29日，长城汽车咖啡智能2.0升级发布会在保定哈弗技术中心举行，会上正式发布了“大禹电池”，自称“永不起火、永不爆炸”。据介绍，大禹电池的命名主要是因为其安全保障的原理采用了大禹治水的“变堵为疏”理念，采用多梯次换流系统、快速极冷抑制系统、多级定向排爆系统、灭火盒系统来从PACK层级保障电池安全。
长城汽车展示的大禹电池整包

大禹电池采用高镍811三元材料，热失控引发方式为加热，实验中最高温度超过1000℃，但全程无起火爆炸，并且大禹电池排除的烟气温度低于100℃。
大禹电池“变堵为疏”的理念包含了哪些技术元素呢？据了解，大禹电池主要从热源隔断、双向换流、热流分配、定向排爆、高温绝缘、自动灭火、正压阻氧、智能冷却八个方面提升三元锂电池整包安全性能。
大禹电池设计理念

1）热源隔断
大禹电池之间采用隔热性能良好、又耐火焰冲击的全新开发的双层复合材料取代传统气凝胶隔热材料隔绝热源，防止高温传导到周围电芯引起连环反应。在模组上方还布置了可耐1000℃高温的隔热材料，保护驾乘人员的安全。
2）双向换流

通过对换流通道设计方案模拟仿真，实现换流强度和比例的精准优化，引导气流和火流进行双向换流。

3）热流分配

通过搭建燃烧模型、热力学与流体力学拟合仿真、冲击强度和压力计算，实现气火流在不同结构通道内的均匀分布，为双向换流起到了很好的辅助作用。
4）定向排爆
大禹电池设计了防爆阀，当电池内压增大时，防爆阀优先打开，产生的火焰或气流进入模组上方预设的流道，将其定向排出远离相邻电芯。

5）高温绝缘

在高压线束铜排表面涂抹了一层耐高温绝缘材料，防止出现高压电弧造成额外伤害。

6）自动灭火
高压气流和火流被引导到电池包尾部的蜂窝状灭火盒中，由于蜂窝状结构的多孔性和多层隔热屏阻隔了空气的大空间流动，使之成为尺度十分有限的微小空间，空气的自然对流换热难以开展，有效地阻碍了对流换热的进行，从而可实现火焰快速抑制和冷却。
7）正压阻氧

在电池包尾部设计了多层不对称蜂窝状通道，保证电池包内压始终大于外界，避免吸入氧气导致火势变大。
8）智能冷却
当BMS或智能云端监测到电芯热失控时，智能调节冷却系统的流速和流量，从而给电芯降温，将事故扼杀在摇篮中。
根据长城汽车的规划，“大禹电池”将率先搭载在沙龙品牌的第一款车型上。从2022年开始这一电池技术将全面覆盖长城旗下的所有车型。
7 MTC

2022年4月25日，零跑汽车开展以“智能时代，源力觉醒”为主题的智能动力CTC技术线上发布会，首次公开了其最新研发的CTC技术（零跑官宣CTC，严格讲应该是MTC，即Module To Chassis）。
MTC技术路线

据悉，零跑汽车MTC底盘一体化技术可使零部件数量减少20%，结构件成本降低15%，电池布置空间增加14.5%，车身垂直空间增加10mm，综合工况续航增加10%，该技术将在零跑纯电动汽车C01车型率先量产应用，续航里程将达到700km。
零跑MTC底盘布置示意图

如果将特斯拉CTC技术比作目前的电池一体化手机，那么零跑MTC就好比原来的电池分离式手机，当电池发生故障时，只需要取下更换即可，非常方便。
零跑汽车MTC技术保留了模组设计，将模组直接集成到汽车底盘。其最大的创新点在于，首次将电池托盘骨架结构和车身梁结构合二为一形成双骨架环形梁式结构，既能提高整体结构效率，实现轻量化，又能通过车身纵、横梁实现电池密封。
双骨架环形梁式结构

零跑汽车通过在乘员舱底部开设容纳空间，将模组从下往上通过栓接、胶接等固定方式悬吊在乘员舱底部，再用电池托盘和车身地板密封，取消了传统电池包的上盖板。
相比于特斯拉CTC技术，零跑汽车MTC似乎更是一个折中的技术，由于没有取消模组结构，因此集成效率、成本方面仍有提升空间，并且由于取消了传统电池包的上盖板，当电池热失控时对乘员舱威胁更大，但由于电池托盘容易拆解，当需要维修时，不需要拆解车身地板和座椅，更加的方便和快捷，更是一种可行的量产化技术。
8 CTB

2022年5月20日，比亚迪隆重举办CTB技术暨海豹预售发布会，会上，比亚迪全球首发了CTB车身一体化技术及搭载CTB技术的e平台3.0纯电动车型—海豹。
据介绍，海豹搭载CTB技术后，其动力电池系统利用率提升66%，系统能量密度提升10%，可以实现700km的续航里程，其动力电池仍然采用刀片电池，可以达到充电15min，行驶300km的快充能力。
比亚迪CTB底盘一体化布置示意图

实际上，比亚迪CTB技术与特斯拉CTC有点类似，都是将电池上盖板与车身地板合二为一，即减少了一层地板。但特斯拉电池上盖板结合了座椅支架和横向加强结构，而比亚迪横向梁还保留在车身，用于提供更好的侧向强度和扭转刚度（似乎特斯拉集成技术更像CTB，而比亚迪集成技术更像CTC），因此，CTB的集成度略逊于CTC。
CTB技术依然采用了刀片电池阵列式排布方式，本身具有极好的安全性能，并且电池包上盖和电池托盘将刀片电池夹在中间，形成了类蜂窝结构，根据比亚迪发布的测试视频，电池舱可以承受50t重卡碾压而装回车身后仍可继续使用，因此，比亚迪海豹号称是“撞不断的电动汽车”。
CTB技术的优势是高安全、高强度、轻量化、低成本，其维修性比特斯拉CTC技术略好一些，但集成度方面相比CTC技术更保守。
搭载CTB集成技术的比亚迪海豹宣传图

9 魔方电池
2022年6月13日，上汽乘用车MG品牌首次发布了“魔方电池”，并亮相了搭载魔方电池的首款车型-MG MULAN。据介绍，魔方电池英文名是“ONE PACK”，采用了标准电池包，长度均为1690mm，宽度均为1300mm，高度可选110mm、125mm和137mm，由于长度和宽度固定，只需改变高度就能实现不同续航里程的需求，由于电池包长度和宽度相同，魔方电池还采用了统一的电芯固定位置、统一的快换冷却接口和统一的高低压接口，意味着魔方电池可以实现换电功能。
魔方电池统一的长度和宽度

魔方电池最大的技术特点就是采用了躺式电芯的布置，而传统的电池包都是立式布置或者侧立布置，魔方电池为何要“躺平”呢？
躺式电芯布置

1）整车布置效率更高
电池的厚度更薄，躺平后的电池包厚度也更薄，可以释放更多的车内空间，超薄电池还可以降低整包质心高度，能有效抑制车辆高速行驶时的侧倾，车身更加稳定。并且，电池躺平后，上下两块电池之间不再布置隔热材料，而只需在左右电池中间设置隔热材料，减少了材料数量和用量。
2）循环寿命更长
魔方电池设置了一个自适应束缚装置，可以适应电池使用过程和全寿命周期保持一致的约束力，而传统的立式电池两端具有强约束力，长期使用过程中会影响降低电芯约一半的循环寿命。
3）安全性能更好
魔方电池躺式布置，电池热失控喷射口在电池侧边，不会向上喷射，在一定程度上降低了驾乘人员的伤害，并且相邻电芯接触面积小，降低了对周边电芯的影响。
在解决躺式电芯的热失控和散热方面，魔方电池采用了以下方案：

1）热隔离挡板
躺式电芯热失控时主要从侧面喷射火焰，正对喷射口的其他电池可能被直接引燃，魔方电池在其间布置了热隔离挡板，防止正对喷射口的电芯被引燃。
躺式电芯之间的热隔离挡板

2）立式冷却系统
由于魔方电池躺平式电池结构，为了保证每个电芯均匀散热，采用了立式冷却结构解决方案，即将本该站立的电芯躺平，本该躺平的冷却系统站立起来。
10 麒麟电池
2022年6月23日，宁德时代正式发布第三代CTP电池包技术-麒麟电池，通过对电池包的结构改进，将空间利用率从56%提高到72%，宣称在相同的尺寸和化学体系设计下，其系统能量密度可达255Wh/kg，比特斯拉高出13%，整车续航里程可轻松突破1000km，采用全球首创大面冷却技术，麒麟电池支持5min快速热启动及10min快速充电至80%SOC，实现了续航、快充、安全、寿命、效率以及低温性能的全面提升，预计将于2023年量产上市，首次搭载于吉利汽车旗下高端电动汽车MPV—极氪009。
宁德时代三代CTP技术迭代对比

麒麟电池的结构从上到下依次为：上盖、三合一弹性夹层、电池、托盘。创新重点之一是高度集成化的三合一弹性夹层，将结构梁（纵横梁）、隔热垫和水冷板替换为弹性夹层，布置在每排电芯间，同时起到结构支撑、冷却散热、电芯隔热和膨胀缓冲四个功能。
麒麟电池包爆炸图

麒麟电池将本该放置在电芯底部的水冷板（弹性夹层）竖直放置于电芯之间，增加了4倍换热面积、大幅提高了散热性能，从而实现了电池的安全快充。据宁德时代报告，麒麟电池可以做到4C快充技术，实现5分钟热启动、10分钟快充至80%。

此外，麒麟电池采用电芯倒置，防爆阀朝下设计，当电芯发生热失控时，高温气流将向汽车底部喷射，进一步保护驾乘人员安全。
麒麟电池排列方式

麒麟电池是宁德时代在现有的方形电池技术路线下，通过结构创新，进一步提升电池性能的重要方式。宁德时代采用了全球首创的电芯大面冷却技术，取消了横纵梁、水冷板与隔热垫原本独立的设计，集成为多功能弹性夹层，实现了水冷、隔热、缓冲功能三合一，进而实现了系统集成度的较大提升。

结 语
随着新能源汽车目前的快速发展到未来的最终全面普及，将离不开电池材料的持续创新和集成技术的不断改进，电池技术将始终聚焦于成本、续航、安全、快充等几个方面，只有这些核心指标有了质的飞跃，才有可能迎来真正属于新能源汽车的时代！