麒麟电池的设计

前几日宁德时代的吴凯总，在2022世界动力电池大会上确认宁德时代即将发布CTP3.0电池（麒麟电池），这个被屡次提到的产品，即将成为落地的产品。我想探讨下这个产品的设计和怎么做到极速、无损和安全等特点，这个设计和4680、刀片和魔方电池的关系，也需要比对一下。

▲图1.麒麟电池的示意图

Part 1

麒麟电池的设计

这个基本的情况我们介绍过了：

方壳平台电芯模块，兼容LFP和NCM，其实和后续锰系的M3P也是兼容的，成组率高，如果300Wh/kg的电芯做到250Wh/kg，成组率为83.3%，实际电芯可能做到个285-290Wh/kg的样子，意味着成组率实际是87.7%左右。

从目前发布的信息来看，麒麟电池是使用平板化的托盘，去除箱体上的纵梁或横梁，采用低膨胀的电芯，配合电芯本体来实现结构上的需求。

▲图2.麒麟电池给出的数据图是10列，120个电池

按照目前的示意图，给出的是10列120个电池的设计，在两块电芯的中间加水冷钣，使相邻两块电芯的热传导降低，不会出现热失控。这种设计有点类似4680的排布方式，我们把它放在一起就能很清楚的展示出来两者的设计共通性。我比较好奇，由于4680采用的是空气间隙，方壳电池在侧边可能也需要用气凝胶进行隔离，但是由于大面直接和水冷板接触，在开启热管理以后，可以承受更多的热量。在高镍掺硅体系下，整个设计的效果如何可能需要等到落地以后才能看得到，比较期待。

▲图3.4680电池和方壳电池的比较

在热失控考虑中，麒麟电池也是和魔方一样，可以最多牺牲两颗电芯，侧边隔热是比较成熟的方案了。

▲图4.热失控的考虑

而且同时可以考虑400V和800V，800V的情况下电池厚度缩减一半，设计相似可满足高压快充，4C充电不是难事，明年即可在市场上看到。但是这个我们估算下，如果考虑800V设计，这个列数大概要增加到18列，也就是按照下表所示，也就是要把电芯变薄，水冷板多加一些。并且在4C下，可能要在底部继续保持水冷板的设计，才能有效降低散热。

▲表1.电芯数量和电池电压估算

从寿命角度来看，由于电池之间没有直接接触，可极大提高电池寿命，水冷钣具有缓冲作用。这个其实在魔方电池里面有过尝试，两颗电池通过下面的底板和上面的盖板压住，只要考虑生命周期膨胀8%。在麒麟电池里面，电池也是类似这样的考虑，由水冷板来做隔断。

▲图5.对比寿命的设计考虑

当然，从成租效率来看，四是比能量高，麒麟电池可提高利用空间，磷酸铁锂系统能量密度160wh/kg，三元高镍可达250wh/kg，较4680电池多装13％的电量。我其实觉得目前麒麟电池这么设计，有点把刀片电池切成6段，然后通过粘胶的方式和水冷板粘在一起，通过这种电池做成“带鱼”一样的结构，实现电池包的强度。

由于目前国内的短刀、长刀普遍取消了梁，两种刀是采用自身的长壳体粘住的效果。而麒麟电池，把电池的宽度做长，按照目前来看电池宽度大约在1.1米有效布置距离，电芯的宽度折算下来为183mm左右。

▲图6.麒麟电池和刀片电池的对比

Part 2

宁德时代的设计迭代

宁德时代第三代CTP 我们可以回顾下：

▲图7.设计迭代

●第0.5代CTP的原型 ：这个在北汽上第一个首发，好像没有很好的效果。

●第1代CTP（乘用车） 借鉴大巴上的解决方案，有点类似定制大模组的意思（颠覆VDA355模组），在原有的模组结构上重组大小，然后去掉模组的侧板，用绑带来替代，这样可以减轻重量，提高成组率。

●第2代CTP 优化掉模组的两个端板（起到加压的作用），利用电池箱体上的纵横梁来代替端板，最大程度使用现有结构设计并且不去破坏电池壳体的强度。

第3代CTP也就是麒麟电池。

小结：在全球的电池企业中，宁德时代拥有最多的工程师和电芯工程师，我觉得那么多客户也是有利有弊的，好处就是每个客户的设计，很多共通的地方可以有效的转移做更好的方案，当然这里最大的特点还是要抓大放小。

审核编辑 ：李倩