1.电芯构造
电芯作为动力电池的核心部件，是电池系统存储能量的基本单元，决定着能量密度、功率性能、安全性和寿命等核心性能。电芯从构造形式上划分，紧张有圆柱、方壳和软包三种，如图 1 所示。
图1 锂离子电池三种封装构造
圆柱电芯一样平常采取钢壳，尺寸小巧、支配灵巧，生产工艺成熟，同等性较高，但存在成组效率低、单体容量小、BMS 管理繁芜度高和寿命差的问题。圆柱电芯的紧张生产企业有 LG 化学、松下、三星 SDI 等，紧张运用车企为特斯拉、当代、保时捷等。
方壳电芯具有易成组、效率高、单体容量大、高安全性等优点，但须要开模，本钱高，且工艺设备兼容难度大。方壳电芯的紧张生产企业为宁德时期、比亚迪、国轩高科等，紧张运用车企有特斯拉、比亚迪、吉利、北汽、蔚小理等。
软包电芯采取叠片工艺进行裸电芯制作，铝塑膜热封装，尺寸变革灵巧，但壳体机器强度低，成组效率低，成本相对较高。软包电芯的紧张生产企业有 AESC、LG 化学、孚能科技等，紧张运用车企有雷诺、日产等。根据乘联会数据，2022 年海内方壳电池市场占比达到 93.2%，霸占绝对上风。比较之下，圆柱和软包的市场份额分别为 4.5%和 2.3%。
2.电池包
Pack 或系统组成乘用车动力电池多为单箱系统，我们称之为电池包或 Pack。Pack 在构造上大体可以分为单体（电芯或模组）、下箱体、上箱盖、高低压线束、BMS、功能组件等几个部分。图 2 为某动力电池 Pack。
图2 pack构造图
动力电池成组技能将电池由单体集成为 Pack 的技能叫成组技能，紧张涉及构造、热管理、电连接设计和 BMS 技能。纵不雅观动力电池发展的历史，成组技能起步于 MTP（Module To Pack），到本日的以 CTP（Cell To Pack） 为 主 流，并连续探索更高集成效率的 CTC（Cell ToChassis）、 CTB（Cell To Body & Braket）和MTB（Module To Body）等成组技能。
1.MTP（Module To Pack）
2016 年以前，动力电池紧张采取 MTP（Module To Pack）技能进行成组，即先由电芯集成为模组，再由模组集成为 Pack。MTP技能的特色是模组可拆卸和改换，具有较好的可掩护性，因此对电芯层级的同等性哀求较低。但由于模组的存在，不参与电化学能量储存的构造件数量较多，故而成组效率较低，重量成组效率约 60%~75%，体积成组效率约 35%~45%。MTP 成组技能的核心在于模组设计。模组一样平常由框架（端板、侧板、底板）、Cell、高低压电气连接组件、CCS 组件、绝缘和缓冲组件组成。
2.CTP（Cell To Pack）
CTP 是 Cell To Pack 的缩写，指将电芯直接集成到 Pack 的技能。2016 年，宁德时期率先在客车上推出环球第一代 CTP Pack产品，取消了传统的模组构造，用大略单纯模组（仅含电芯、端板、钢带或绑带）取而代之，并通过高强度的构造胶与下箱体进行固定，如图 3所示。
图3 CTP Pack产品图
由于取消了模组，Pack 的零部件数量减少了 40%，重量能量密度提升了10%~15%，体积能量密度提升了 10%~20%，同时生产效率提升了 50%。
CTP 技能的特色在于电芯与箱体通过高强度构造胶永久性粘合固定，因此无法拆卸和掩护。哪怕仅有一颗电芯涌现质量问题，就须要整包改换，这对电芯的同等性和长期可靠性提出了非常高的哀求，以至于在宁德时期推出 CTP 产品的最初几年鲜有友商敢于跟进。
3.CTC（Cell To Chassis）
CTP 技能有效提升了 Pack 层级的成组效率，但仍旧存在 Pack 与整车耦合的过程。如果能够将 Pack 取消，直接将电芯集成到整车或底盘上，将进一步提升电池的成组效率。正是基于这一目标，近年来新能源整车和动力电池企业都在探索电池与整车一体化集成技能。
电池与整车一体化集成技能根据底盘和车身是否可以解耦可以划分为 CTC（Cell ToChassis，电芯集成到底盘）和 CTB（Cell ToBody，电芯集成到车身）两种路线。CTC 技能紧张运用于非承载式车身，整车有完备独立的底盘，且底盘与上车身解耦，可以根据须要改换上车身。CTC 与线控底盘系统、域控集成、整车热管理集成和高压电气集成一起组成一体化底盘集成技能的五大关键特色，图 4为某 CTC 一体化底盘。
图4 某CTC集成底盘
4.CTB/MTB（Cell/Module To Body）
CTB/MTB 技能即 Cell/Module To Body，电芯或模组集成到车身，紧张运用于承载式车身，是传统 Pack To Body 技能的延申。特色是将电池 Pack 的上盖和乘员舱地板进行集成整合，从而在 Z 向上额外获取 10~15mm 的空间，或用于支配电池，或用于提升乘员舱总体高度。
表 1 为两种 CTB/MTB 成组技能比拟。零跑汽车流传宣传其 MTB 技能相对付传统电池包方案零部件数量减少 20%，电池支配空间提升 14.5%，同时得益于大量高强度钢的利用，整车旋转刚度提升了 25%。
5.MTC/MTV(Module To Chassis/Vehicle)
对付商用车来说，电池系统的配电量比较大，动辄 200~450kWh，乃至更高。同时，商用车小批量多品种的属性特点哀求整车的电量配置可以灵巧调度，同一个底盘平台产品可能要兼容多个电量配置，且电量跨度也大。此外，整车的运用工况也较乘用车更加恶劣，这些特点哀求商用车电池具有更安全的界面性能和出色的可掩护性，因此 MTC/MTV 技能应运而生。
图5 MTC技能运用方案示意图
MTC/MTV 技能是将模组直接集成到底盘或整车的技能。这一技能虽然保留了模组，但由于其具有独立的机器强度、电气设计和一定等级的防护性能，以及标准化对外接口和清晰的性能界面，可以省去 Pack 层级的构造部件，因此，可以更充分的利用底盘或车身空间。此外，模组可以灵巧的串并联组成不同电量的系统，兼具良好的维修性能，能够适应繁芜的运用处景和严苛的工况哀求。图5为重卡和客车 MTV 运用方案示意。
6.电芯颠倒与侧躺
在各种成组技能的实际运用中，电芯基本都是正立放置的（紧张指方壳电芯）。2022 年 6 月宁德时期发布麒麟电池，首次提出了电芯颠倒成组方案，可以提升 6% 空间利用率。2023 年 12 月，小米汽车发布的 SU7车型，是环球首款搭载宁德时期电芯颠倒电池的车型，如图6所示。
图6 小米汽车颠倒电芯电池方案
电芯颠倒方案可以将正立方案中电芯极柱上方用于 Busbar、绝缘片、采样线等部件的空间，与为知足底部球击标准哀求而设计的电芯底部缓冲空间合二为一，进而在 Z 向尺寸上额外挖掘出 5~10mm，实现空间利用率的提升。此外，由于电芯泄压阀朝下，合营Pack 独特的泄压路径设计，可以担保电芯在热失落控情形下快速向下开释热量和压力，从而最大程度保障上方乘员舱的安全。
7.电池包内热管理
动力电池系统热管理是通过冷却或加热的办法来调度和掌握电池的温度，使之在合理的温度区间运行，从而达到保障电池运行安全和提高电池利用寿命的目的 。电池热管理技能根据功能可以划分为冷却技能和加热技能两类，个中冷却技能紧张有自然冷却、液冷和直冷；加热技能紧张有电加热膜加热、液热和高频电芯自加热技能。
图7 主流电池冷却技能Pack构造组成
不同的热管理技能直接影响电池的构造设计，图 7 为主流电池冷却技能构造组成示意，冷板根据须要可以合理的设置在电芯底部、侧部或上部，以得到最佳的冷却效果和性价比。图 8 为主流加热技能构造组成示意。表 2 是当前主流的几种电池冷却和加热技能比拟。
图8 主流电池加热技能构造组成
结论
本体裁系性先容了新能源汽车动力电池的构造及组成，并从动力电池构造角度归纳总结了不同成组技能的分类和特点。同时还延申磋商了Pack 内部电芯颠倒和侧躺的优缺陷以及面临的寻衅。
在锂离子电池材料与材料体系创新未取得重大进步的阶段，动力电池成组技能的持续创新和发展，是引领新能源汽车产品竞争力跃升的主要路径。