La bonne tendance de la batterie d'énergie hautement intégrée CTP en 2022

Batterie d'alimentation Technologie CTP

La batterie CTP (Cell To Pack) hautement intégrée, qui intègre les cellules directement dans le bloc-batterie. Comme le processus d'assemblage des modules est supprimé, le taux d'utilisation de l'espace des batteries CTP est amélioré, le poids des batteries est réduit, la densité énergétique est améliorée et le coût est réduit, ce qui constitue également une direction importante pour l'exploration de l'innovation structurelle des batteries de puissance.

Le premier à agir est CATL. En septembre 2019, le premier bloc-batterie CTP au monde est sorti de la chaîne de production et a été installé sur le modèle BAIC EU5. Par rapport à la batterie traditionnelle, le taux d'utilisation du volume de la batterie CTP est augmenté de 15%-20%, le nombre de composants de la batterie est réduit de 40%, l'efficacité de la production est augmentée de 50% et la densité énergétique peut atteindre plus de 200Wh/kg.

BYD a suivi, en lançant sa technologie innovante de batterie à lames en mars 2020. En termes simples, la largeur de la cellule est allongée à l'infini et l'épaisseur est réduite pour obtenir une cellule ultra-longue de 900 mm, voire de 1 m, plus rapide. Par rapport à la batterie carrée traditionnelle, elle a une forme "plate" et "longue".

Avec la promotion vigoureuse des deux principales batteries d'énergie, la technologie CTP a fait l'objet d'un test à petite échelle en 2020, et en 2021, elle a été appliquée de manière mature dans un certain nombre de véhicules de tourisme à énergie nouvelle populaires, atteignant une production à grande échelle. Dans ce contexte, la première année d'application à grande échelle des batteries CTP débutera en 2022.

D'une part, depuis 2021, les batteries CATL CTP ont été introduites à grande échelle dans les Tesla Model 3, Model Y, Xiaopeng P7, NIO ES6 et d'autres modèles rentables. Il a été annoncé précédemment que le NIO ET7 équipé de batteries CTP sera également livré à la fin de ce mois.

En 2021, plus de 910 000 véhicules Model 3 et Model Y seront livrés dans le monde, dont plus de 410 000 par l'usine de Shanghai. La Model 3 nationale équipée du bloc-batterie CTP de CATL représente plus de 80%, et sa pénétration dans le domaine de la Model Y s'accélère.

D'autre part, BYD a aussi clairement annoncé que tous ses modèles sont équipés de batteries à lames. En 2021, BYD vendra près de 600 000 voitures particulières. En 2022, elle prévoit de lancer pas moins de 20 nouveaux modèles, y compris des versions DMi de modèles populaires tels que Han DM-i, Qin Plus DM-i et Song MAX DM-i.

Parallèlement, la batterie à couteau court lancée par Honeycomb Energy sera également prise en charge sous forme de CTP, et il a été confirmé qu'elle serait installée sur le modèle ORA.

Outre les batteries CTP carrées, les entreprises de batteries souples, dont Gateway Power Vision Power, explorent également activement les solutions CTP. Parmi elles, la technologie de batterie modulaire lancée par Gateway Power sur la base du concept de grand module à enveloppe souple a mûri, et l'échantillon a été envoyé à des constructeurs automobiles internationaux, et la promotion à grande échelle en Chine est imminente. La capacité de la batterie de l'Envision Power Soft Pack CTP sera doublée dans le même espace, et la durée de vie de la batterie sera portée à 1 000 km. La production de masse est prévue pour 2024.

La logique qui sous-tend la popularité des modèles les plus courants est que l'innovation structurelle a permis d'améliorer le taux d'utilisation de l'espace des batteries CTP, de réduire le poids des batteries, d'améliorer la densité énergétique et de diminuer les coûts.

Plus important encore, la combinaison de la technologie CTP et de la batterie LFP permet d'obtenir une solution optimale en termes de coût, de sécurité et de densité énergétique, et le produit est continuellement vérifié et promu dans une variété de modèles populaires.

Depuis 2021, le prix des matières premières a augmenté et la pression sur les coûts exercée par les fabricants de batteries est énorme, ce qui a accéléré l'introduction des batteries LFP. La technologie CTP de Ningde era et la batterie à lame de BYD utilisent toutes deux des LFP pour parvenir à un équilibre entre le coût, la sécurité et la densité énergétique. La production à grande échelle de modèles populaires tels que le Model 3 et le Han EV favorisera davantage la production et l'application à grande échelle des batteries CTP.

Dans ce contexte, les entreprises chinoises de batteries sont passées d'une position de leader dans le développement de la technologie CTP mondiale à l'exportation mondiale de cette technologie. En 2021, CATL a signé un accord stratégique avec Hyundai Mobis afin d'autoriser cette dernière à utiliser sa technologie CTP et de l'aider à fournir des produits de batterie liés à la technologie CTP en Corée du Sud et dans le monde entier.

Le CTP se félicite de la première année d'application à grande échelle

Elle a été vérifiée et appliquée avec succès à grande échelle dans des modèles populaires tels que la Model 3, la Model Y et la Han EV. La batterie CTP+LFP permet d'atteindre un équilibre entre le coût, la sécurité et la densité énergétique. La promotion à grande échelle a créé une opportunité de marché.

Depuis 2020, le taux de pénétration et l'acceptation des batteries LFP dans le domaine des véhicules de tourisme n'ont cessé d'augmenter. L'introduction et l'application à grande échelle de modèles phénoménaux tels que le modèle Y, le modèle 3, le BYD Han EV et le Hongguang Mini EV, ainsi que la préférence d'un certain nombre d'équipementiers internationaux tels que Mercedes-Benz, Volkswagen, Renault et Hyundai, sont devenues un choix important pour les batteries de véhicules électriques d'entrée de gamme.

Selon les données, la capacité installée des batteries lithium-fer-phosphate en 2021 est de 65,4GWh, soit une augmentation de 204% d'une année sur l'autre. Le taux de croissance est beaucoup plus élevé que celui des batteries ternaires, qui est de 87%, et représente près de 47%. En 2022, elles rivaliseront avec les batteries ternaires. Vous pouvez vous référer à TOP 10 des fabricants de batteries d'énergie au lithium-fer-phosphate.

La technologie CTP de l'ère Ningde a verrouillé les batteries LFP au début, puis a accéléré la promotion dans le domaine ternaire, qui a maintenant pénétré dans le domaine des voitures particulières et des véhicules commerciaux ; la batterie à lames de BYD a annoncé qu'elle passerait entièrement aux batteries LFP, et que ses modèles seraient entièrement à lames.

S'appuyant sur les batteries LFP, la technologie CTP des deux principaux acteurs du secteur des batteries, CATL et BYD, a pénétré 40% du top 10 des ventes de nouvelles énergies en 2021.

Les quatre modèles Model Y, Model 3, Qin Plus et Han EV qui utilisent la technologie CTP seront classés deuxième, troisième, cinquième et sixième dans le classement des ventes de véhicules à énergie nouvelle en 2021.
Parmi eux, deux modèles Tesla pilotent près de 20GWh de capacité installée, dont les batteries CTP de Ningde era représentent près de 70%, et BYD est équipé de ses batteries à lames.

Outre Tesla, CATL CTP est également équipé de NIO ES6, Xpeng G3, Xpeng P7, et fournira également NIO ET7, Roewe RES33 et Nezha pour de nombreux nouveaux modèles qui seront lancés cette année ou à l'avenir.

Les séries DMI des modèles populaires de BYD ont également été lancées les unes après les autres. BYD prévoit de lancer pas moins de 20 nouveaux modèles en 2022, y compris les versions DMi de modèles populaires tels que le Han DM-i, le Qin Plus DM-i et le Song MAX DM-i, avec des ventes en 2022. Défi 1,5 million de véhicules.

Nouveau paysage de l'approvisionnement en batteries et opportunités pour la chaîne d'approvisionnement

Parallèlement à l'application à grande échelle des batteries CTP, le nouveau modèle d'approvisionnement des fabricants de batteries et des équipementiers s'accélère.

Après le CTP sur les batteries, le processus global de production et de fabrication subira une innovation importante. L'usine du moteur principal passera de l'achat de cellules et de modules à partir de la méthode originale d'assemblage des blocs-batteries à l'achat de blocs-batteries auprès de sociétés de batteries dans leur ensemble.

En particulier, les fabricants de batteries continuent à promouvoir la mise en place de toute la chaîne industrielle des blocs-batteries et des châssis intégrés. L'intégration et l'innovation structurelle ont effectivement renforcé le pouvoir des usines de batteries dans la chaîne d'approvisionnement des pièces.

D'une part, le développement global et l'application de la technologie d'innovation CTP/CTC des entreprises de batteries sont plus précoces que ceux des entreprises OEM, et la mise en œuvre de la technologie CTP est manifestement en avance. D'autre part, avec la batterie comme noyau, complétée par la conception intégrée des composants correspondants, l'usine de batteries dispose de plus d'avantages en matière de développement.

Il convient de mentionner que dans le processus de fabrication, par rapport au bloc-batterie traditionnel, le bloc-batterie CTP supprime le module, et dans le processus de simplification de la structure PACK, l'augmentation ou la diminution de l'utilisation de différentes structures et matériaux, ainsi que les pièces structurelles traditionnelles, sont dans l'approvisionnement de la production. Il y aura également des changements majeurs dans la structure.

D'une part, l'utilisation de certains nouveaux matériaux, tels que l'adhésif thermique, l'adhésif structurel et les pièces isolantes ; d'autre part, la structure industrielle des pièces structurelles traditionnelles a migré, et la structure de la clientèle s'est progressivement déplacée des anciennes entreprises automobiles vers les entreprises de batteries.

Dans le domaine des pièces structurelles, la technologie CTP impose des exigences plus élevées en matière de résistance aux chocs, d'étanchéité à l'air et de légèreté des bacs à piles. Sur cette base, les matériaux utilisés sont également en constante évolution et l'application de nouveaux matériaux tels que l'acier → l'alliage d'aluminium → l'alliage d'aluminium et de magnésium / le plastique et les matériaux composites à base de fibres de carbone est explorée.

Dans le domaine des matériaux, la conception des batteries à structure CTP élimine ou supprime considérablement les composants des modules intermédiaires et utilise une grande quantité de colle pour connecter et fixer les cellules de la batterie, ce qui entraîne une augmentation de l'utilisation de la colle structurelle et de la colle thermoconductrice.

Sur cette base, la modularisation et la normalisation des blocs-batteries continueront à s'approfondir, et la concentration de l'ensemble du processus de production des blocs-batteries continuera à augmenter.
En particulier à l'ère du CTC, la production de batteries passera des équipementiers décentralisés à des usines de batteries plus concentrées, et offrira de nouveaux débouchés dans le domaine des pièces et matériaux structurels.