极寒技术突破、刀片电池、CTP，增长低谷期 新能源迎来技术集中爆发

2019年7月，我国新能源汽车迎来月销量同比首降，然后是六连降，新能源汽车进入增长低谷期。

也正是2019年下半年开始，蜂巢能源、宁德时代、比亚迪先后发布动力电池新技术。

9月10日，宁德时代在法兰克福车展上发布CTP（cell to pack）高集成动力电池技术。该技术在电池结构上减少模组环节，由电芯直接集成到电池包，使电池包整体利用率提高15%-20%，零部件数量减少40%，生产效率提升50%。

能量密度方面，传统电池包平均水平是180Wh/kg，CTP电池可以达到200Wh/kg以上。

当月26日，宁德时代与北汽新能源共同宣布首款CTP电池包的商业化落地，该技术将搭载在北汽新能源EU5上。业界普遍认为，该技术将使各大新能源车企续航里程之战提升到600公里级别。

更早的7月9日，蜂巢能源也发布了类似的技术路线。

2020年1月11日的电动汽车百人会论坛上，比亚迪董事长王传福介绍了公司即将推出的新技术“刀片电池”。该技术采用0.6米到2.5米长度的电芯，是传统磷酸铁锂电芯的10倍以上，大电芯通过阵列方式排布在一起，就像“刀片”一样插入到电池包里面，故此得名。

王传福宣称磷酸铁锂刀片电池重量比能量密度提升9%，体积比能量密度提升50%，成本低30%，重量比能量密度可达180Wh/kg，搭载该电池的汉EV续航里程600公里。

除了大电芯，刀片电池的主要特点也是CTP，去模组结构。其实质同样是对电池包内部的连接进行结构上的优化，省去中间过程的零部件，简化装配工艺和流程，从而提高能量密度，降低成本。

此前宁德时代推出的811电池是在电池材料上做出改进，而CTP、刀片电池是在结构上进行优化。补贴退坡，政策驱动乏力之际，企业在努力让技术成为新的驱动力。

最新动态是，电动车在极寒环境下的技术瓶颈也实现了突破。

1月19日凌晨5点半，“北汽集团面向冬奥环境新能源汽车极寒测试暨冰雪试驾体验会”于内蒙古牙克石冬季汽车试验场举行。国家科技部、北京市科委、经信局等政府领导及北理工孙逢春院士、北汽新能源、北汽福田等共80余人组成验证团队，现场亲自验证了极寒环境下的一系列新能源汽车关键技术。

测试现场，北汽新能源的2辆乘用车、北汽福田的4辆大巴车针对车辆在极寒环境下，动力电池无法进行正常充放电的问题，现场进行了电池温升试验。6辆车在-30℃的环境下，放置超过48小时后，进行了超低温冷启动测试和超低温热泵空调测试。

汽车商业评论记者现场观摩了整个过程。各项数据显示在连接测试车辆的大屏幕上，乘用车动力电池电芯温度由-18℃，以7℃/分钟的速度，5分钟后升温至电池启动的最佳温度20℃，成功启动。同时，试验车辆搭载的热泵空调也正常平稳运行。电动大巴电池5分钟从-21℃升高到了15℃。

该项目牵头人，中国工程院院士孙逢春认为，极寒测试的成功标志着中国新能源汽车在全气候电池、低温增焓空调、全气候整车控制三项核心关键技术方面处于世界领先水平，为新能源汽车突破严寒禁区奠定了坚实的技术基础。未来新能源汽车将无惧超低温严寒，并且能够保持与常温状态下几乎相同的续驶里程。

打破电动车极寒禁区？ 

环境温度是影响电动车使用体验的一个重要因素，尤其是低温，北方冬天常有电动车大幅度掉电、无法充电、跑不起来的情况发生，如果是极端低温，电动车会无法启动。

孙逢春院士接受采访时说：“全世界没有电动车能在零下30多度的冰面上放48小时自己启动。”言外之意此次试验打破了这个记录。

相比内燃机，动力电池要娇贵得多，怕冷怕热怕湿，当环境温度低于-25℃，电动车基本无法运行。即便是高于-25℃的普通低温环境，电池也会放电倍率变小，电流微弱，导致驱动功率太小，车辆跑不起来或性能发挥不出来。

低温情况下充电倍率也远远低于正常值，也就是前几年北方冬天普遍发生的电动车充不了电的现象。

以往电动车解决低温问题用的是外部加热方式，简单说就是在电池包里加装一块加热板，类似电热毯为电池包加热，能耗高、时间长、效率低，每分钟只能升高0.5℃。

北汽的电池升温技术是如何做到每分钟7℃的？

从孙逢春院士以往讲话和接受采访内容整理可知，新技术采用内部加热方式，在电芯中加入镍箔片或铝箔片，低温时镍箔片连接电池形成短路，瞬时释放大量热量，温度升高后自动断电，电池进入正常状态。这个方式的实验室数据可以把电池加热时间从分钟级提升至秒级。

这种电池内部自加热方式不但速度快，能耗也小很多。从-20℃加热到电池舒适区只损失电池2.5%电量，从-40℃加热只损失6%电量。

孙逢春院士接受采访时说，新技术的电池成本增加5%，重量增加1%，量产后成本增加可以降低至增加2%。

北汽新能源党委副书记、总经理马仿列试验后表示：“今天是正式验收，之后就可以在量产车上搭载，我们即将推出的新车型上就要用这个技术。”他认为，北汽新能源攻克极寒环境下的关键技术，为未来新能源汽车走入寒区市场做好了技术储备。

极寒技术群

实际上，1月19日验证的电池新技术不只是快速升温，它由七大技术组成，它们是：

1.驻车保温：电池外加保温层，电池模组之间加热量阻断装置，让降温速度慢下来。这也是几辆车在试验场的冰封湖面停了48小时温度只降到-19℃的原因，而当地日气温在-20℃到-40℃之间。

2.远程充电保温：车辆充电时，如果电池温度不在理想范围，充电桩会先给电池加热，到舒适区间内再充电。该操作可以通过APP远程启动。

3.矩阵闪充：准确识别安全充电边界，根据电池SOC和温度，选择最优充电时间和充电速度，实现充电容量最优化，寿命最大化。可以满足-20℃到55℃的温度范围。

4.电池速加热。

5.低温行车：开车过程中也会检测电池包温度，如果温度过低也会进行加热，保证电池在舒适区间工作。

6.智能回收：采用单踏板，用油门控制加减速。智能动态回收，根据电池状态精细地做能量管理。EU5车型的NEDC工况能量回收率达到25%，500公里可节省6度电，多跑40公里。

7.超低温热泵空调系统：将热泵适应环境从-10℃下探到-25℃，低温续航里程比普通热泵空调提升10%以上，比传统PTC加热提升25%以上。

北汽新能源工程研究院副院长田博士接受汽车商业评论采访时说，目前东北三省是没有电动车的，而此次的几大重要技术能彻底改变电动车在高寒地区的使用体验。

除了电池升温，体验区别最大的就是超低温热泵空调系统。“暖气是电老虎，在普通电动车上会耗掉40%-60%电量，也就是续航里程。我们这个技术落地的话能耗可以节省一半，以前里程打六折的话现在就打八折了。拿续航400公里的车举例，开暖风打六折是240公里，打八折的话是320公里，能多跑80公里。”

“这个技术成熟后为东北三省的消费者用上电动车提供了可能性，以前是不敢想的。”田博士说。

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