La buena tendencia de la batería de energía altamente integrada CTP en 2022

Batería de alimentación Tecnología CTP

Batería de potencia altamente integrada CTP (Cell To Pack), que integra las celdas directamente en el paquete de baterías. Al omitir el proceso de ensamblaje de módulos, se mejora el índice de utilización del espacio de los paquetes de baterías CTP, se reduce el peso de los paquetes de baterías, se mejora la densidad energética y se reduce el coste, lo que también constituye una dirección importante para explorar la innovación estructural de las baterías de potencia.

El primero en actuar es CATL. En septiembre de 2019, el primer pack de baterías CTP del mundo salió de la línea de producción y se instaló en el modelo BAIC EU5. En comparación con el paquete de baterías tradicional, la tasa de utilización de volumen del paquete de baterías CTP aumenta en 15%-20%, el número de componentes del paquete de baterías se reduce en 40%, la eficiencia de producción aumenta en 50% y la densidad de energía puede alcanzar más de 200Wh/kg.

BYD le siguió, lanzando su innovadora batería de tecnología blade en marzo de 2020. En términos sencillos, la anchura de la célula se alarga infinitamente y el grosor se hace más fino para conseguir una célula ultralarga de 900 mm o incluso 1 m más rápida. En comparación con la batería cuadrada tradicional, tiene una forma "plana" y "alargada".

Con la vigorosa promoción de las dos principales baterías de potencia, la tecnología CTP ha sido sometida a una prueba a pequeña escala en 2020, y en 2021, se ha aplicado con madurez en una serie de populares vehículos de pasajeros de nueva energía, logrando una producción a gran escala. En este contexto, en 2022 se abrirá el primer año de aplicación a gran escala de las baterías CTP.

Por un lado, desde 2021, los paquetes de baterías CTP de CATL se han introducido a gran escala en el Tesla Model 3, el Model Y, el Xiaopeng P7, el NIO ES6 y otros modelos rentables. Anteriormente se anunció que el NIO ET7 equipado con baterías CTP también se entregará a finales de este mes.

Un conjunto de datos de referencia es que en 2021 se entregarán más de 910.000 vehículos Model 3 y Model Y en todo el mundo, de los cuales la fábrica de Shanghái entregará más de 410.000 vehículos. El Model 3 doméstico equipado con el paquete de baterías CTP de CATL representa más de 80%, y su penetración en el campo del Model Y se acelera.

Por otro lado, BYD también anunció claramente que todos sus modelos están equipados con baterías blade. En 2021, BYD venderá cerca de 600.000 turismos. En 2022, tiene previsto lanzar no menos de 20 nuevos modelos, incluidas versiones DMi de modelos populares como Han DM-i, Qin Plus DM-i y Song MAX DM-i.

Al mismo tiempo, la batería de cuchilla corta lanzada por Honeycomb Energy también será compatible en forma de CTP, y se ha confirmado que se instalará en el modelo ORA.

Además de las baterías CTP cuadradas, las empresas de baterías de paquete blando, entre ellas Gateway Power Vision Power, también están explorando activamente soluciones CTP. Entre ellas, la tecnología de batería en bloque lanzada por Gateway Power basada en el concepto de módulo grande de paquete blando ha madurado, y la muestra se ha enviado a empresas automovilísticas internacionales, y la promoción a gran escala en China es inminente. La capacidad de la batería Envision Power Soft Pack CTP se duplicará en el mismo espacio, y la vida útil de la batería se ampliará a 1.000 km. Se espera que se produzca en serie en 2024.

La lógica que subyace a la popularidad de los modelos más conocidos es que, gracias a la innovación estructural, se ha mejorado el índice de utilización del espacio de las baterías CTP, se ha reducido su peso, se ha mejorado la densidad energética y se han reducido los costes.

Y lo que es más importante, la combinación de la tecnología CTP y la batería LFP logra la solución óptima de coste, seguridad y densidad energética, y el producto se verifica y promociona continuamente en una variedad de modelos populares.

Desde 2021, el precio de las materias primas ha subido y la presión de los costes de las empresas de baterías ha sido enorme, por lo que se ha acelerado la introducción de las baterías LFP. Tanto la tecnología CTP de la era Ningde como la batería blade de BYD utilizan LFP para lograr un equilibrio entre coste, seguridad y densidad energética. La producción a gran escala de modelos populares como el Model 3 y el Han EV promoverá aún más la producción a gran escala y la aplicación de paquetes de baterías CTP.

En este contexto, las empresas chinas de baterías han pasado de liderar el desarrollo de la tecnología CTP mundial a la exportación mundial de tecnología CTP. En 2021, CATL firmó un acuerdo estratégico con Hyundai Mobis para autorizar a esta última a utilizar su tecnología CTP y apoyar el suministro por parte de esta última de productos de baterías relacionados con la CTP en Corea del Sur y en todo el mundo.

El CTP celebra el primer año de aplicación a gran escala

Se ha verificado y aplicado con éxito a gran escala en modelos populares como el Model 3, el Model Y y el Han EV. El pack de baterías CTP+LFP logra un equilibrio entre coste, seguridad y densidad energética. Su promoción a gran escala ha abierto una oportunidad de mercado.

Desde 2020, la tasa de penetración y la aceptación de las baterías LFP en el campo de los vehículos de pasajeros han seguido aumentando. La introducción a gran escala y la aplicación de modelos fenomenales como el Modelo Y, el Modelo 3, BYD Han EV y Hongguang Mini EV, al mismo tiempo, ha sido favorecida por una serie de OEM internacionales como Mercedes-Benz, Volkswagen, Renault y Hyundai, y se ha convertido en una opción importante para su batería de vehículo eléctrico de nivel de entrada.

Según los datos, la capacidad instalada de baterías eléctricas de litio-hierro-fosfato en 2021 es de 65,4 GWh, lo que supone un aumento interanual de 204%. La tasa de crecimiento es muy superior a la de las baterías ternarias, que es de 87%, y representa casi 47%. En 2022, competirá con las baterías ternarias. Aquí puede consultar Los 10 principales fabricantes de baterías de litio fosfato de hierro.

La tecnología CTP de la era Ningde ha bloqueado la batería LFP al principio, y luego aceleró la promoción en el campo ternario, que ahora ha penetrado en el campo de los turismos y vehículos comerciales; la batería de cuchillas de BYD ha anunciado que cambiará totalmente a baterías LFP, y sus modelos serán totalmente de cuchillas.

Aprovechando las baterías LFP, la tecnología CTP de los dos principales actores de baterías, CATL y BYD, ha penetrado 40% de las 10 principales ventas de nuevas energías en 2021.

Los cuatro modelos de Model Y, Model 3, Qin Plus y Han EV que utilizan la tecnología CTP ocuparán los puestos segundo, tercero, quinto y sexto en el ranking de ventas de vehículos de nueva energía en 2021.
Entre ellos, dos modelos de Tesla impulsan casi 20GWh de capacidad instalada, de los cuales las baterías CTP de la era Ningde representan casi 70%, y BYD está equipada con sus baterías blade.

Además de Tesla, CATL CTP también está equipado con NIO ES6, Xpeng G3, Xpeng P7, y también proporcionará NIO ET7, Roewe RES33 y Nezha para muchos modelos nuevos que se lanzarán este año o en el futuro.

Las series DMI de los modelos populares de BYD también se han lanzado una tras otra. Tiene previsto lanzar no menos de 20 nuevos modelos en 2022, incluidas las versiones DMi de modelos populares como el Han DM-i, el Qin Plus DM-i y el Song MAX DM-i, con ventas en 2022. Desafío 1,5 millones de vehículos.

Nuevo panorama de suministro de baterías y oportunidades para la cadena de suministro

Al mismo tiempo que la aplicación a gran escala de las baterías CTP, se acelera el nuevo modelo de suministro de las empresas de baterías y los fabricantes de equipos originales.

Tras el CTP del pack de baterías, el proceso general de producción y fabricación experimentará una importante innovación. La fábrica principal de motores pasará de adquirir células y módulos de la forma original de ensamblar los paquetes de baterías a comprarlos a las empresas de baterías en su conjunto.

En particular, las empresas de baterías siguen promoviendo la disposición de toda la cadena industrial de paquetes de baterías y chasis integrados. La integración y la innovación estructural han reforzado eficazmente el poder de las fábricas de baterías en la cadena de suministro de piezas.

Por un lado, el desarrollo general y la aplicación de la innovación tecnológica CTP/CTC de las empresas de baterías es anterior al de las empresas OEM, y la implantación de la tecnología CTP va obviamente por delante. Por otro lado, con la batería como núcleo, complementada por el diseño integrado de los componentes correspondientes, la fábrica de baterías tiene más ventajas de desarrollo.

Cabe mencionar que en el proceso de fabricación, en comparación con el pack de baterías tradicional, el pack de baterías CTP elimina el módulo, y en el proceso de simplificación de la estructura del PACK, el aumento o la disminución del uso de diferentes estructuras y materiales, así como las piezas estructurales tradicionales, se encuentran en el suministro de producción. También habrá cambios importantes en la estructura.

Por un lado, el uso de algunas piezas de nuevos materiales, como el adhesivo térmico, el adhesivo estructural y las piezas aislantes; por otro, la estructura industrial de las piezas estructurales tradicionales ha migrado, y la estructura de clientes ha penetrado gradualmente desde las anteriores empresas automovilísticas a las empresas de baterías.

En el campo de las piezas estructurales, la tecnología CTP plantea mayores requisitos de resistencia a los golpes, estanqueidad al aire y ligereza de las bandejas de baterías. En función de esto, los materiales utilizados también evolucionan constantemente, y se explora la aplicación de nuevos materiales como acero → aleación de aluminio → aleación de aluminio y magnesio / plástico y materiales compuestos de fibra de carbono.

En el campo de las piezas materiales, el diseño del pack de baterías con estructura CTP elimina o suprime en gran medida los componentes intermedios del módulo, y utiliza una gran cantidad de pegamento para conectar y fijar las celdas de la batería, por lo que aumenta la aplicación de pegamento estructural y pegamento conductor térmico.

Sobre esta base, la modularización y estandarización de los paquetes de baterías seguirá profundizándose, y la concentración de todo el proceso de producción de paquetes de baterías seguirá aumentando.
Especialmente en la era del CTC, la producción de baterías pasará de los OEM descentralizados a fábricas de baterías más concentradas, y ofrecerá nuevas oportunidades de mercado en el campo de las piezas estructurales y los materiales.