Guide complet des technologies d'innovation en matière de structure des batteries d'énergie

L'énergie spécifique du système et l'efficacité du stockage de volume de ces structures de batterie innovantes ont été considérablement améliorées, et le problème de la difficulté d'application de la batterie lithium-fer-phosphate d'origine aux voitures a été pratiquement résolu.

Elle peut même atteindre 600 kilomètres, dépassant ainsi les normes VDA et MEB de Volkswagen en matière de taille des cellules. En termes d'innovation dans la structure des batteries, les entreprises chinoises sont à la pointe du progrès.

Les entreprises de batteries d'énergie explorent activement l'innovation structurelle

2019 est la première année d'innovation de la structure des batteries d'énergie. Les entreprises de batteries de puissance et les grandes entreprises automobiles explorent activement l'innovation dans la structure des batteries de puissance, introduisent diverses technologies d'innovation dans la structure des batteries démodularisées et intégrées, et les appliquent progressivement sur le marché des véhicules à énergie nouvelle.

À l'heure actuelle, la modularisation et la normalisation des batteries continuent de s'intensifier, et la concentration de l'ensemble du processus de production des batteries continue de s'accroître. La poursuite de l'innovation de la structure des batteries de puissance par les entreprises de batteries de puissance représentées par CATL et BYD et les grandes entreprises de véhicules à énergie nouvelle représentées par Tesla mérite l'attention.

Depuis 2019, les entreprises de batteries d'énergie ont activement exploré l'innovation structurelle, en utilisant la technologie CTP pour innover la structure interne des blocs-batteries afin de parvenir à une réduction des coûts de haute qualité et à une amélioration de l'efficacité, compensant efficacement une grande partie de la pression croissante sur les coûts des matières premières.

D'une part, les coûts des matériaux et des processus sont réduits grâce à la diminution des matériaux et des pièces structurelles dans le bloc-batterie ; d'autre part, l'efficacité de la production est réduite grâce à la normalisation et à la production à grande échelle afin de réduire les coûts de production, tout en améliorant la durée de vie de la batterie.

En 2022, les produits seront entièrement orientés vers le marché après avoir atteint une maturité croissante, en particulier sous la pression des coûts des matières premières, l'application des technologies d'innovation structurelle représentées par le CTP sera accélérée. Cela permet non seulement de digérer efficacement la pression des coûts à court terme, mais aussi d'ouvrir la voie à la parité technologique à long terme.

On estime qu'entre 2021 et 2022, en raison de la hausse des prix des matières premières, le coût de fabrication des cellules de batteries augmentera de manière significative. pile ternaire au lithium a augmenté de 308,15 RMB/Kwh, et le coût des cellules de batteries au phosphate de fer lithium a augmenté de 276,20 RMB/kWh.

Le coût des matières premières a fortement augmenté, obligeant les fabricants de batteries à accélérer l'innovation structurelle pour réduire les coûts et augmenter l'efficacité. Voici la somme des innovations technologiques dans le domaine des batteries d'énergie de 2019 à 2022.

Indicateurs de base de l'innovation dans la structure des batteries d'énergie

Voici l'introduction de la technologie d'innovation de la structure des batteries des principaux fabricants de batteries d'énergie：

CATL

Technologie de l'innovation structurelle : CTP3.0 (batterie Kirin)
Taux d'utilisation de l'espace : la couche intermédiaire élastique multifonctionnelle et le système de partage de l'espace inférieur sont adoptés, et le taux d'utilisation de l'espace volumique peut atteindre 72%

Densité énergétique : système de batterie lithium-phosphate de fer 160Wh/kg ; système de batterie ternaire 255Wh/kg
Durée de vie de la batterie : Après la production de masse, l'autonomie de la batterie de l'ensemble du véhicule est supérieure à 1 000 km.

Capacité de dissipation de la chaleur : la première technologie de refroidissement à grande surface au monde pour les batteries, qui quadruple la surface d'échange thermique et réduit de moitié le temps de contrôle de la température des batteries.
Itinéraire de chargement : Prise en charge de la charge rapide 4C, elle peut être rechargée à 80% en 10 minutes.

Tesla

Technologie de l'innovation structurelle : 4680 batterie & CTC
Utilisation de l'espace : La batterie est directement intégrée au châssis pour améliorer l'utilisation de l'espace.
Densité énergétique : L'énergie de la batterie 4680 est 5 fois supérieure à celle de la batterie 21700

Endurance : Par rapport à la batterie 21700, la batterie 4680 a une autonomie de croisière accrue de 16% ; la technologie CTC peut augmenter l'autonomie de croisière de 14% ; le modèle représentatif 4680 version Model Y est estimé avoir une autonomie de croisière de 400 miles, ou 643km.

Capacité de dissipation de la chaleur : La technologie CTC utilise une plaque refroidie à l'eau prise en sandwich entre les cellules, et une couche supplémentaire de plaque refroidie à l'eau est ajoutée sur le dessus, et l'espace de dissipation thermique entre les grands cylindres de la batterie 4680 elle-même est plus grand, et la capacité globale de dissipation thermique est excellente.

Itinéraire de chargement : La batterie 4680 est dotée d'une capacité de charge rapide qui lui permet de passer de 0 à 80% en 15 minutes.

BYD

Technologie de l'innovation structurelle : Batterie de lame et CTB
Utilisation de l'espace : Lorsque les batteries de lames sont regroupées, les modules et les poutres sont ignorés, et le taux d'utilisation de l'espace augmente jusqu'à 60% ; la technologie CTB adopte la structure "sandwich" "couvercle de batterie-cellule-plateau", et le taux d'utilisation de l'espace augmente jusqu'à 66%.

Densité énergétique : La batterie de lame de deuxième génération est au stade de la recherche et du développement, et la densité énergétique pourrait atteindre 180 Wh/kg.

Endurance : Le système de batterie basé sur la batterie à lame peut facilement atteindre une grande autonomie. La voiture pont de classe A peut atteindre une autonomie de 500 km, la voiture pont de classe B une autonomie de 600 km et la voiture pont de classe C une autonomie de 700 km ;

Le premier modèle de batterie à lames BYD Han NEDC a une autonomie de croisière complète pouvant atteindre 605 km ; le premier modèle doté de la technologie CTB, Seal, a une autonomie de croisière purement électrique pouvant atteindre 700 km.

Capacité de dissipation de la chaleur : La batterie à lame adopte un design plat et allongé, avec une grande zone de dissipation de la chaleur et un long circuit interne. En même temps, un système unique de refroidissement par eau est adopté. La plaque de refroidissement à l'eau est placée au-dessus de l'ensemble de la batterie et entre directement en contact avec la plaque supérieure du module.

Refroidir le côté étroit de l'élément de batterie et placer directement la plaque de conduction thermique sur la plaque supérieure du module et sur le côté de l'élément de batterie ; la technologie CTC adopte la conception de la plaque supérieure de refroidissement direct, et il n'y a pas de conception de refroidissement entre les éléments de batterie.

Itinéraire de chargement : La batterie de la lame peut être chargée de 10% à 80% en 33 minutes ; le premier modèle de la technologie CTB, le seal, est équipé d'une solution de charge d'appoint à entraînement électrique à haute tension, et le kilométrage de charge en 15 minutes peut dépasser 300 km.

SVOLT

Technologie de l'innovation structurelle : technologie des batteries laminées
Utilisation de l'espace : une meilleure utilisation de l'espace dans les coins
Densité énergétique : Par rapport au même type de batterie à bobinage, la densité énergétique de la batterie stratifiée de SVOLT est augmentée de 5%.

Endurance : La première batterie laminée NMx sans cobalt permet une charge unique pour répondre aux besoins de 880 kilomètres.

Capacité de dissipation de la chaleur : Grâce au refroidissement à double couche supérieure et inférieure, la température de la batterie peut être contrôlée avec plus de précision et l'effet de refroidissement peut être amélioré de 40% par rapport au PACK traditionnel.

Gotion High-tech

Technologie de l'innovation structurelle : Technologie intégrée JTM
Densité énergétique: En utilisant le système de matériaux à base de phosphate de fer lithié, la densité énergétique du module peut être proche de 200Wh/Kg, et le système peut atteindre 180Wh/Kg, ce qui permet d'atteindre le niveau ternaire de nickel élevé.

Groupe GAC

Technologie de l'innovation structurelle : Batterie du magasin

Densité énergétique : L'énergie spécifique du volume du système est augmentée de 9,4%, atteignant 302Wh/L, et l'énergie spécifique de la masse du système est augmentée de 5,7%, atteignant 185Wh/Kg.

Endurance : Parmi les modèles appliqués, la version AION LX Plus de 1000 miles a l'endurance la plus forte, et l'autonomie NEDC est de 702 km.

Capacité de dissipation de la chaleur : Le système de refroidissement tridimensionnel comprend un système intégré de refroidissement liquide complet, une conception efficace des canaux de dissipation de la chaleur et une conception de haute précision des chemins de conduction de la chaleur.

Grâce à ce système, la surface de dissipation de la chaleur peut être augmentée de 40% et l'efficacité de la dissipation de la chaleur peut être augmentée de 30%, ce qui empêche efficacement la chaleur de se propager.

Itinéraire de chargement : Parmi les modèles proposés, ION V Plus utilise une technologie de batterie super rapide, avec une charge SPEED+ de 5 minutes et une autonomie de 112 km, et SPEED++ de 5 minutes et une autonomie de 207 km.

Moteur Great Wall

Technologie de l'innovation structurelle : Batterie Dayu
Capacité d'endurance : Le premier modèle de batterie Dayu Salon Great Wall Mechalong CLTC a une portée de 802 kilomètres.

Capacité de dissipation de la chaleur : Lorsque l'emballement thermique de la cellule de la batterie se produit, le système peut dissiper la chaleur tout en isolant la source de chaleur afin d'atteindre l'objectif de dissipation de la chaleur et de refroidissement.

L'ensemble du processus est grossièrement divisé en huit directions : isolation de la source de chaleur, commutation bidirectionnelle, distribution du flux de chaleur, détonation directionnelle, isolation à haute température, extinction active des incendies, résistance à l'oxygène sous pression positive, refroidissement intelligent.

Itinéraire de chargement : Parmi les modèles appliqués, le premier modèle Great Wall Salon Mechadragon CLTC peut être chargé pendant 10 minutes avec une autonomie de 401 km.

CALB

Technologie de l'innovation structurelle : batterie unique
Utilisation de l'espace : les innovations au niveau des cellules, du processus de production et d'autres dimensions peuvent augmenter l'utilisation de l'espace de 5%.

Densité énergétique : système de batterie ternaire au lithium densité énergétique de la cellule 300Wh/kg, densité énergétique du pack 240Wh/kg ; système de batterie au phosphate de fer lithium densité énergétique de la cellule 200Wh/kg, densité énergétique du pack 160Wh/kg

Endurance : L'autonomie du système de batterie ternaire au lithium peut atteindre 1000 km ; l'autonomie du système de batterie au phosphate de fer lithié peut atteindre 700 km.

Capacité de dissipation de la chaleur : Grâce à des technologies innovantes telles que la technologie de gestion thermique à haut rendement, la technologie de refroidissement liquide intégré et la technologie de suppression de l'emballement thermique, l'efficacité du transfert de chaleur est augmentée de 50%.

Leapmotor

Technologie de l'innovation structurelle : Solution CTC
Utilisation de l'espace : La conception intégrée de la batterie et du châssis améliore l'utilisation de l'espace ; l'utilisation de l'espace de la technologie CTC est la première voiture pont C01 produite en série, ce qui représente 5% de plus que la solution traditionnelle du bloc-batterie.

Endurance : La technologie CTC est la première voiture de série C01 à augmenter l'autonomie de 10%, équipée d'une batterie de 90 kWh, la version à deux roues motrices peut atteindre une autonomie de 717 km dans des conditions de fonctionnement complètes CLTC, et la version à quatre roues motrices a une autonomie de 630 km.

Capacité de dissipation de la chaleur : Compatible avec un système de gestion thermique intelligent et intégré

Itinéraire de chargement : Compatible avec la plate-forme à haute tension de 800 V à l'avenir, elle prendra en charge la charge super rapide de 400 kW, puis réalisera la "charge de ravitaillement", la charge durant 5 minutes, l'autonomie de la batterie étant de 200 km et plus.

SAIC Motor

Technologie de l'innovation structurelle : Batterie Rubik's Cube
Utilisation de l'espace : Les cellules de couchage LBS et la technologie CTP avancée sont adoptées, ce qui permet une intégration très poussée.

Densité énergétique : La densité énergétique de la batterie ternaire au lithium atteint 180Wh/kg.

Endurance : MG MULAN, le premier modèle de la batterie Rubik's Cube, peut franchir le cent en 3,8 secondes, et l'autonomie de croisière dans des conditions CLTC peut atteindre 520 km.

Capacité de dissipation de la chaleur : Il n'y a pas d'isolation entre les cellules supérieures et inférieures, et l'isolation des cellules adjacentes est faite d'un matériau isolant épais ; sauf entre les cellules, les plaques de refroidissement et les structures d'isolation sont utilisées pour isoler l'ensemble des cellules, et la plaque de refroidissement pour les cellules plates couchées adopte une disposition verticale. Grâce à cette méthode de diffusion thermique passive, la batterie Rubik's Cube peut directement atteindre l'emballement thermique zéro.

Itinéraire de chargement : Soutien remplacement de la batterie à l'avenir : grâce à la conception de la plate-forme ONE PACK de taille unifiée et à la structure originale brevetée de remplacement des batteries, MG MULAN peut remplacer rapidement tous les blocs-batteries sur le même appareil.

Les points essentiels de l'innovation dans la structure des batteries d'énergie