左圖：寧德時代CTp配套的北汽EU5，右圖：比亞迪“刀片電池”配套的比亞迪漢

去年起，“無模組”電池包突然大火。國內兩大電池巨頭引領潮流，寧德時代推出“CTp（CellTopack）”電池包；比亞迪祭出刀片電池，以無模組方式直接成組為電池包；電池新秀公司——蜂巢能源，也對外公開了CTp電池包。此外，還有一些公司也在研發類似技術。

“無模組”電池包，顧名思義，就是將電芯直接集成到電池包。

根據公司供應的數據來看，“無模組”電池包能夠提升體積利用率，并降低電池包的成本。

以寧德時代為例，其CTp電池包體積利用率提高了15％－20％，電池包零部件數量減少40％，生產效率提升了50％，電池包能量密度提升了10％－15％，可達到200Wh／kg以上。

比亞迪推出的則是采用磷酸鐵鋰的“刀片電池”，系統體積比能量提升達50％。在業內人士看來，這也是典型的“無模組”電池包。

蜂巢能源對外宣傳的數據是，與傳統590模組相比，蜂巢CTp第一代減少24％的零部件，第二代成組效率提升5－10％，空間利用率提升5％，零部件數量再減少22％。

從數據上看，取消模組的好處顯而易見，但是否會帶來新的問題？“無模組”電池包是否沒有模組結構？各家技術路線有何異同？對業界可能帶來什么影響？

1.“無模組”到底有沒有模組？

家家都說“無模組”，是真的都沒有模組嗎？

例如，根據寧德時代專利CN209658278U來看，其CTp電池包就是有模組的。根據摘要所述，寧德時代電池包包含兩個以上的電池模組。

資料來源：寧德時代專利CN209658278U

比亞迪的“刀片電池”組成電池包，兼容有模組和無模組兩種形式。無模組模式下，電芯本身承擔一部分模組功能，做大了容量，但又提升了空間利用率，減少了材料和內耗；有模組的情況下，模組結構不包含端板和側板等結構，也比傳統模組有所提升。

從比亞迪“刀片電池”多個專利來看，首先，電芯長度遠比一般要長，形如刀片。在比亞迪專利CN110518174A中，長度為400～2500mm。

資料來源：比亞迪專利CN110518174A注：100為電芯，即“刀片電池”

其次，“刀片電池”內部多個極芯串聯。和電芯組成模組相比，同樣是提升電壓和容量，但減少了外殼以及外部安裝結構，提高了空間利用率，保證了動力鋰電池包的整體容量；同時，還減少了外部動力連接件的使用，降低內耗。

資料來源：比亞迪專利CN110518174A

第三，基于“刀片電池”，既可以做無模組電池包，也可以做有模組電池包。我們分析，無模組重要應用于乘用車，有模組電池包重要應用于商用車。

資料來源：比亞迪專利CN110518156A

第四，即便是有模組的電池包，基于“刀片電池”，該模組也能比常規模組節約一些結構件，同樣達到提升體積能量密度的功能。

資料來源：比亞迪專利CN209389112U

蜂巢能源的CTp電池包專利CN109728219A，其本身描述的就是一個電池模組。蜂巢能源重要是通過加強梁和端板的集成在一起，使電池包的結構更加緊湊，為電池包提升強度、降重。

資料來源：蜂巢能源專利CN109728219A

他們的模組和傳統模組有何不同？

一般來講，電池模組基本組成包括：模組控制、電池單體、導電連接件、塑料框架、冷板、冷卻管道、兩端的壓板，以及一套將這些構件組合到一起的緊固件。其中兩端的壓板除了起到聚攏單體電芯，供應一定壓力的用途以外，有時還會將模組與電池包的固定結構設計在上面。

上述公司的電池包只是在某種程度上，減少了電池模組的部件，例如端板、側板，并且將電池模組做得比較大。

在某電池系統生產公司總經理張先生看來，這些“無模組”的電池包，多數而言，更準確的說法應該是簡易模組或者大模組，最終目標是減少電池包空間上的浪費，并減少一些多余的重量，從而達到提升電池系統的能量密度的目的。

2.“無模組”已成趨勢

國內只有上述三家公司在做“無模組”電池包嗎？

《電動汽車觀察家》使用專利搜索引擎Soopat搜索發現，專利名稱中包含“無模組”三個字的動力鋰電池公司并不少。

資料來源：Soopat

這還包括名稱中不含有“無模組”三個字的專利。例如，寧德時代、比亞迪和蜂巢能源三個典型“無模組”專利中就不包含這三個字。

當然，假如將“無模組”概念改為“大模組”或者“簡易模組”電池包，那么在做的公司數量就更多。據了解，捷威動力、欣旺達、桑頓新能源科等公司都在做。

一家我國去年年度裝機量進入TOp10的公司電池技術總工程師李先生表示，他家也已經有大模組的產品，但目前還沒有上市，未來方形和軟包電芯都會有。

在李先生看來，大模組已經是業內發展趨勢，因為標準模組不可能在各種車型上都得到最優化的系統設計。

“隨著市場擴大，單一車型或一個系列車型的電池量能夠支撐獨立的模組設計的時候，電池包就變成了定制化。”

李先生的觀點與電池系統商張先生的觀點很類似，在張先生看來，這個技術既不新鮮也不困難，是新能源汽車產業發展到一定階段的產物。

但定制化路線經濟么？

李先生表示，目前大車企已經有定制化底盤的思想，多車型共用同一個電池包，量大了，定制化的經濟型就能體現出來。

“假如特斯拉不走定制化路線，就不可能有今天的成功。”李先生說。

3.論創新：“刀片電池”最強

那么多公司在做“大模組”或者“簡易模組”電池包，都有何異同？

《電動汽車觀察家》在與多位業內人士的溝通中發現，大家公認比亞迪的“刀片電池”創新性最強。

上述電池系統生產商張先生對《電動汽車觀察家》表示，大部分公司是將電池模組做大，電芯尺寸是基本沒有變化的。但是，“比亞迪從電芯層面就發生了較大變化。”

具體來看，“刀片電池”減少了電池包中橫梁或縱梁的使用，甚至可以不使用橫梁或縱梁，從而提高了電池包的空間利用率，進而提高整個電池包的容量、電壓以及續航能力；此外，通過電芯本身也可以提高電池包整體的剛度。

這種大電芯的方式，到底能為比亞迪帶來怎么樣的效果呢？

通過比亞迪在專利中給出的數據可以看出，在電池包總體積不變的情況下，電池包的電量和能量密度都有較為明顯的提升。乘用車體積較小，因此，能容納電池的空間也相對較小，電池包體積能量密度便成為一個非常重要的數據。

具體來看，執行例3相比比較例1，體積能量密度提升大約11．6％；執行例5和比較例2相比，體積能量密度提升12．2％；執行例6和比較例3相比，體積能量密度提升了18．1％。再比較車身尺寸，可以看出，尺寸越大，刀片電池體積能量密度提升幅度越高。

比亞迪比較例和執行例數據

資料來源：比亞迪專利CN209389112U

刀片電池將會首個搭載在其新車型比亞迪“漢”上。

根據工信部最新一批新能源汽車推廣目錄信息來看，比亞迪漢EV的NEDC續航里程為550km（雙電機車型）、605km（單電機車型），配備電池系統能量密度為140Wh／kg。雖然質量能量密度表現一般，但從續駛里程來看，“刀片電池”體積能量密度優勢應該得以發揮。

比亞迪“漢”

寧德時代和比亞迪“無模組”電池包差異很大。

根據寧德時代的專利描述，其電池包包括兩個以上的電池模組，兩個以上的電池模組均包括框架和容置于框架內的多個電池單體。

寧德時代專利CN209658278U對模組的闡述

也就是說，寧德時代的CTp電池包中電池模組已經取消相應的頂板、側板等零部件。在滿足電池包輕量化的同時，提高了電池包在整車的連接強度。

在張先生看來，寧德時代的CTp相當于將電池模組做大。“假如將書本比作電芯，裝書的箱子比作電池包，將捆書的打包帶比作電池組。5本書打成一捆，與20本書打成一捆，打包帶在箱子中占的體積是不同的，明顯后者打包帶占的體積要小很多。”

談到蜂巢能源的CTp結構特點時，某汽車三電技術負責人向《電動汽車觀察家》解釋說，蜂巢能源簡化了模組結構，“以房子來比喻的話，就是將房梁和墻都做得很薄。”整體來看，并沒有太大創新性。

軟包方面，捷威動力和桑頓也在模組方面進行了探索。

例如，捷威動力的柔性電池大模組成組結構專利。

張先生表示，捷威動力專利的重要特點也是簡化了模組結構，并將模組做大，并沒有太大創新。整體思路與寧德時代差不多。

資料來源：捷威動力CN108666494A

桑頓的軟包無模組專利則更為簡單。

根據桑頓專利CN209232839U的描述，其電芯組是通過螺栓固定在箱體上，電芯間通過結構膠加以固定。

資料來源：桑頓新能源專利CN209232839U

對此，《電動汽車觀察家》咨詢了桑頓新能源pack事業部負責人熊志江。熊志江告訴記者，這個專利技術目前還有待提升，尚未在乘用車領域應用，目前重要用做儲能。

不過熊志江表示，他們的產品也在向大模組電池包的方向發展，這個趨勢是可以肯定的。

“無模組”電池包的應用，會帶來怎么樣的影響呢？

某業內人士