概述
Cell-to-Pack（又称“C2P” 或 “CTP”）是一种新型电池设计方法，可消除中间模块，将电芯直接连接到电池包上。这不仅有助于电池减轻重量、缩小尺寸和降低成本，而且还提高了电池的能量密度和效率。Cell-to-Chassis（“CTC”）是另一种新型电池设计方法，即将电芯直接集成到电动汽车底盘中。
图1——CTP是一种无模块电池包结构，其电芯直接组装在电池包外壳内。
CTP设计理念的优势在于可以省去用于保护和连接整个电池包中独立模块所需的材料和布线。模块的持续变大旨在满足不断升高的功率需求，而CTP和CTC设计则通过完全消除模块实现了飞跃。
图2——在CTC设计中，电池包是汽车的结构部件，而电芯直接装配到汽车结构上。
CTP 和 CTC 设计的一些主要优势包括：
- 提高能量密度：制造商从模块化设计转向CTP和CTC的一大关键驱动力在于CTP 和 CTC能够提高能量密度。CTP 和 CTC 设计消除了独立模块和相关组件，从而提高了电芯的封装效率。这可以提高能量密度，从而延长电动汽车的行驶里程。
- 简化制造流程：CTP和CTC设计通过减少组件和连接的数量，可以简化制造流程。这不仅能节约成本，还能提高生产效率。简化制造流程还可降低与多个模块连接相关的缺陷或故障风险。
- 减轻重量： 消除模块和相关结构可以减轻电池包的整体重量。电池包重量降低有助于提高车辆效率和性能。
- 优化热管理： 高效的热管理对电池的健康和安全至关重要。CTP 和 CTC 设计缩短电芯之间的距离，提高热管理系统的效率，从而更容易控制温度变化并防止过热。
- 改善空间效率：CTP和CTC设计可以更好地利用汽车底盘内的可用空间。这可以为其他组件（如乘客区或货物区）腾出空间，也可以实现创造性的车辆设计方案。
- 实现定制化和可扩展性：CTP和CTC设计提高了不同车型的电池包设计灵活性。制造商可以轻松定制电池布局和容量，以满足各种车型和尺寸的特定需求。
- 增强回收利用和可持续性： 随着组件的减少和设计的简化，电池材料的回收和再利用将变得更加可行。这符合电动汽车行业日益重视的可持续性发展方向。
- 提升安全性：CTP和CTC设计可最大限度地减少潜在故障点的数量，提高电池包的整体耐用性，从而提升电池的安全性。
CTP和CTC设计的采用也与固态电池等先进电池化学材料的发展相辅相成。这些化学材料可以提高能量密度、缩短充电时间和提升安全性，因此非常适合集成入CTP和CTC设计。
不过，CTP和CTC设计的其他优势并不依赖于新型电池化学材料的使用。例如，电池制造商CATL称，他们的CTP 3.0设计可以使用当前市售的锂离子电池，将每单位体积的功率提高13%，并声称其支持的电动汽车续航里程可达 621 英里。
挑战与关键支持技术
制造商向CTP和CTC过渡所面临的主要实施挑战包括：务必在更大的物理尺寸上保持所有电芯和相互连接的电芯互连系统 (CCS) 之间的精确连接。电芯互连系统（CCS） 还必须适应特定应用的电池巴片到电芯的互连要求，以及各个电池设计者和电动汽车制造商的首选设计方法。
图3——ENNOVI的创新圆柱形电芯互连系统 ENNOVI-CellConnect-Round（以前称为“Cell-PLX™”）。
ENNOVI-CellConnect-Round 是 ENNOVI 推出的一种先进的可定制电芯互连系统，采用轻质、超薄、坚固的电芯巴片，可帮助电动汽车制造商克服为圆柱形锂离子电池电芯定制可靠电池连接所带来的挑战。
从一开始，ENNOVI-CellConnect-Round就设计得非常灵活，几乎可以适应任何规格的电芯互连系统，并具有可扩展性，能够从容应对新的变化，例如向CTP和CTC的转变。
ENNOVI-CellConnect-Round已成为电池和电动汽车领先制造商进行快速定制设计和大批量生产的首选解决方案，适用于各种不同定制的电池模块
现在，我们的CCS也正在引领创建尺寸更大、成本效益更高的定制化CTP和CTC电池设计。
ENNOVI-CellConnect-Round能够成功过渡到CTP和CTC，关键在于ENNOVI能够有效地将CCS设计扩展到所需的更大尺寸，同时不影响连接更多独立电芯的精确平面度和对齐度。
我们用于CTP和CTC设计的 CCS已经被证明能够有效地将当前的电动汽车电池模块尺寸（如300x500mm）扩展到CCS的尺寸（最长可达2米多），这为满足CTP和CTC设计的预期要求提供了充足的结构余量。
注意：在实际应用中，根据应用规格和运输考量，某些超大型 CTP/CTC 部署使用多个 CCS 可能更具成本效益，例如使用两个1×2米的CCS来组装一个2×2米的CTP/CTC组件。在任何情况下，我们的 CCS 技术都能提供充足的设计余地，可以满足各种预期要求。
除了 ENNOVI专利的新型“U-Turn”设计方案外，ENNOVI 还进一步扩展了 ENNOVI-CellConnect-Round 产品。这旨在解决另一个关键问题：电动汽车电池在集流板上的电流容易产生热点。随着CTP和CTC设计增加了电池尺寸，这个问题将变得更加重要。
图4——采用 U-Turn 技术后，电流密度可均匀分布在电芯连接组件上，无需额外的巴片。
U-Turn 技术可在整个电池模块中实现出色的电流密度分布和均匀的电流密度分布，从而缓解内部热点问题。通过减少对单个电芯的压力，U-Turn 技术可以优化电池性能并延长电动汽车的行驶里程。
总结
随着电动汽车电池下一阶段转向采用CTP和CTC设计，此类设计在大幅延长电动汽车行驶里程的同时，还有很大可能可以帮助电池减轻重量、缩小尺寸，以及降低成本。
图5——电池封装解决方案的发展
然而，想要实现上述优势，电池制造商和电动汽车制造商需要ENNOVI-CellConnect-Round等已被设计实验室和电动汽车最终测试场地验证为可靠的可扩展解决方案。
在向 CTC/CTP 过渡的过程中，制造商面对竞争激烈的全球电动汽车市场时，不能冒险使用未经验证和测试的技术。
