（報告出品方/作者：華泰證券，申建國，邊文姣）
電池系統技術升級雙頭並進：CTP 結構漸成主流，CTC 蓄勢待發
電池包是電動車的動力來源，最小的單元是電芯。現階段市場中存在兩種主要的結構方式 MTP（Module to Pack）和 CTP（Cell to Pack），而 CTC（Cell to Chassis）作為最新一 代電池系統技術，在
特斯拉
、
比亞迪
、零跑、寧德時代等企業的助力加持下，2022 年正在 逐漸從開發設計走向量產。
傳統電池包 MTP：強度高，比能低
傳統電池包 MTP 即是電池、模組成組電池包的形式，多個電芯組成一個模組，多個模組加 上 BMS、配重模組等零部件則組合成電池包。在 MTP 結構下，電芯被外部結構件充分的 保護所以結構強度好，成組難度小。電芯對於電池包的空間利用率僅為 40%，其中電芯對 模組的空間利用率為 80%，模組對電池包的空間利用率為 50%，模組的硬體費用約佔電池 總成本的 15%。（報告來源：未來智庫）
早期的電池包採用傳統的 MTP 技術，需要依次完成電芯模組電池包車身的整合。整 車要想在有限的底盤空間儘可能裝載電量，提高體積利用率，需要考慮每個整合步驟標準 化的可行性，
大眾
率先推行模組的標準化。大眾的第一個標準是 355 模組，其中 355 代表 了電池模組的毫米長度。隨著對續航里程需求的提升，能夠提高空間利用率的 390、590 模組被提出。單個電池模組的體積不斷增大，帶動了 CTP 方案的出現。
在德國汽車工業聯合會制定的標準（VDA）中定義了方形電池、圓柱電池以及軟包電池對 應不同型別電動車的尺寸要求，車型包括 HEV（混合動力）、PHEV（插電式混合動力）以 及 EV（純電動車）。這就是通常所稱的 VDA 電芯，在此基礎上開發的標準化模組稱為 VDA 模組。目前在歐洲車廠還是以模組設計作為核心方案，國內主流動力電池為方形電池，常 見的 VDA 模組有 355、390、590 模組等。 動力電池 1。0 時代採用 VDA 標準化模組，電池包開發簡單，1。0 時代標準化模組結構性強， 模組通用性強，售後維修方便。但 VDA 標準化模組受限於模組化的電量和電壓平臺，無法 隨意進行電量和電壓配組，且零部件多，模組成本高。
無模組電池包 CTP：份額快速提升，漸成主流技術
CTP 相較於 MTP 省去了中間模組環節，CTP 技術是將電芯直接成組為 Pack，省去組裝為 傳統模組這一步驟，先將電芯整合到電池包內，再安裝到車身上，本質是為了提高能量密 度和降本。目前主要有兩種思路，一是將 Pack 看成是一個完整大模組替代內部多個小模組 的結構，逐步減少端側板等結構件的方式，以寧德時代為代表；二是設計時即考慮採用無 模組方案，以電池本身作為強度的參與件去設計，以比亞迪刀片電池為代表。
2019 年 9 月，寧德時代全球首款 CTP 電池包量產下線，搭載於北汽 EU5。比亞迪緊隨其 後，於 2020 年 3 月釋出其創新技術刀片電池。此後國內外整車廠、電池廠在 CTP 技術上 各顯神通，推出了不同的代表作品。
借力 LFP 電池，寧德時代與比亞迪兩大動力電池巨頭的 CTP 技術已經在 2021 年新能車銷 量 TOP 10 中滲透了 4 成。寧德時代 CTP 配套已
蔚來
ES6、小鵬 G3、小鵬 P7，還將為蔚 來 ET7、
榮威
RES33 及哪吒多款今年上市或未來上市的新車型提供相關技術。比亞迪爆款 車型秦 Plus、漢 EV 和 DM-i 系列也陸續上市，2022 年計劃推出不少於 20 款新車，包括漢 DM-i、秦 Plus DM-i、宋 MAX DM-i 等爆款車型的 DMi 版本，2022 年銷量挑戰 150 萬輛。
電池底盤整合技術 CTC：量產在即，蓄勢待發
CTC 電池整合方案主要有兩種，第一種是電池包底盤整合，是直接將電池包整合到底盤框架 中，從而代替地板，或者直接使用乘員艙地板作為電池的上蓋，實現車身地板和底盤一體化 設計；第二種是電池單體底盤整合，是將電池單體的殼體焊接或者膠粘，連線到底盤結構上， 改變了電池的製造形式。前者可靠性高，後者整合優勢明顯但技術難度大且無法換電。
CTC 本質上就是底盤平臺化的思路，理論上電量能在現有底盤技術上提升 5%，持續提高 汽車電氣化程度。在電動車逐漸普及的 2018 年，捷威和蘇州科尼普就這個技術有專利佈局。 20 年 8 月寧德時代提出 CTC 的方案，讓電動車行業將目光聚焦在這個概念上；在隨後 9 月的 Tesla 電池日上對這一技術的強調，將這一產品的熱度推向高潮，並預計在 2022 年實 現量產。國內方面，新勢力零跑 C01將領先特斯拉成為首款搭載 CTC電池技術的量產車型， C01 在今年 5 月 10 日首發並開啟預售，預計 8 月上市。而 Telsa 今年也將推出由一體化衝 壓車身+CTC 結構的新款
Model Y
，CTC 的量產蓄勢待發。
重點企業分析
傳統的 MTP 電池模組堆疊技術，需要首先將數個方形電池組合形成模組，然後再將多個模 組安裝後形成電池包。由於安全和穩定的要求，每個模組都由金屬外殼保護，並配套裝有 散熱風扇，散熱通道、絕緣絕熱裝置等，在電池包中，也需要安裝多個額外模組，大量使 用螺釘等連線件。大幅降低了動力電池整體的能量密度，提高了單位電量所需成本。
CTP 的公司進展和專利佈局 CTP 方案直接將單體電芯組成一個或幾個陣列（模組），安裝到電池包中，大幅減少了模組 的數量，免去了先形成模組再安裝成電池包的過程和其中的成本，形成電池包後可安裝至 新能源汽車上。使用 CTP 技術後，提高了電池包的空間利用率，提升了體積能量密度，減 少了不必要的模組零部件，但對技術能力的要求提高，安全效能不如模組疊加的組合方式。
特斯拉，縱向大模組
早期車型電池模組均以橫向排布為主，模組多，空間利用率低。而 2016 年出廠的
Model 3
完全改變了之前的電池包結構，將佈局改成了縱向大模組，整車只有四個動力電池模組， 利用長條狀大模組挑戰電池包的可用空間。特斯拉 model 3 的成功應用證明了大模組或無 模組電池包的可行性。
寧德時代，大模組方案
寧德時代的 CTP 方案採用了多個長凹槽，相鄰的長凹槽透過隔板熱隔離，將電池安裝在凹 槽中形成大模組並固定。同時透過固定連線部將電芯陣列固定連線，提高了電池包的強度， 進而使得電池包更好的固定在汽車底部，提高整體穩定性。 2022 年 5 月 5 日，寧德時代董事長曾毓群在業績釋出會上稱，計劃今年第二季度正式釋出 麒麟電池。麒麟電池為寧德時代的第三代 CTP（高效成組）技術，在同樣的電化學體系下， 麒麟電池比大圓柱電池的能量密度高 13%。
比亞迪，“刀片電池”無模組方案
比亞迪的另一種 CTP 方案透過簡化電池模組來組成動力電池包。首先將單體電芯串聯安置 在簡化的電池模組中，電池模組結構包括冷卻液通道且長度跟電池包相對應。然後將簡單 模組放置在動力電池包中。比亞迪發明刀片電芯用於其 CTP 方案，與傳統方形電芯相比， 明顯變長變薄，這些刀片電芯透過陣列的方式排布在一起，就像“刀片”一樣插入到電池 包裡。刀片電芯相對散熱面積大，隨著厚度的減小，工作時電芯和 pack 溫度的增量會隨之 降低，對電池的散熱效能顯著改善。
蜂巢能源，疊片技術
蜂巢採用的 CTP 方案將電芯堆疊安裝到電池包中，透過增加熱隔離隔板形成不同的電芯槽 來替代形成模組的方案。同時考慮到電池中熱失控和起火問題，對電池包的散熱進行了改 進，使得每個電芯的安裝槽都有透氣閥，並且增加散熱通道。疊片電池在空間利用率上高 於卷繞電池，從而電芯能量密度更高，疊片電池的極耳數較卷繞電池的多近一倍，其電池 內阻就會減小，進而電池產熱小，電池壽命更長。
零跑，大模組方案
零跑汽車
目前為止共推出了 3 個電池平臺，分別支撐了已釋出的 3 款車，分別是：S 平臺、 T平臺和 C 平臺。就 S 平臺來說，零跑參考了特斯拉
Model S
的技術，選用成熟的圓柱 18650 和 21700 電芯，橫向佈置+二層模組。就 T 平臺來說，採用了一體貫穿式大模組方案，空 間利用率達到 83%，T03 這個大模組的方案近似於 CTP，是目前不少車型較為喜歡的思路。 對於 C 平臺，零跑採用的仍然是大模組技術，稱之為高整合一體化大模組。
與傳統的 MTP 技術相比，CTP 方案綜合成本降低，能量密度提升，但仍有安全效能和技術 研發上的瓶頸。為了突破瓶頸，進一步降本增效，國內外電池廠和整車廠在 CTC 上的佈局 也呈現百花齊放的態勢。（報告來源：未來智庫）
CTC 的公司進展和專利佈局
特斯拉，4680+CTC
2020 年 9 月“特斯拉電池日”率先發布 4680 電池，在 2021 Giga Fest 上，特斯拉展示了其 將用於 4680 電池的 CTC 技術，4680 等於車身橫向佈置，2170 的模組是車身縱向佈置。 2022 年 2 月，特斯拉宣佈完成百萬個 4680 電芯，順利實現量產。在 4680+CTC 技術下， 特斯拉直接取消座艙地板，以電池上蓋作為替代，座椅直接安裝在電池上蓋上。
Volvo
在第三代電池系統整合技術中，Volvo 將採用 CTC 的技術路線。總的方法是進一步去除掉 模組層級不必要的結構，將電芯直接整合到箱體上，利用電芯本體的殼體來充當結構件功 能，電芯體與上、下殼體形成一個三明治結構，上蓋會做為乘員艙的地板（這點與特斯拉 的方案類似）。Volvo 是繼特斯拉之後，第一家正式釋出乘用車 CTC 方案的整車企業，CTP 和 CTC 的技術在加速推進。
零跑
零跑 C01 在今年 5 月 10 日首發並開啟預售，預計 8月上市。C01 將領先特斯拉成為首款搭 載 CTC 電池技術的量產車型，CTC 技術有望賦予零跑 C01 更大的垂直空間、更輕的車身重 量、更強的操控效能、更遠的續航里程和更高的碰撞安全。零跑和比亞迪一樣，是國內僅有 的可以實現大部分零部件自主研發，打通產業鏈的品牌，因此零跑一旦成功，將在成本控制 方面取得顯著優勢。 零跑的 CTC 技術還有高適、強擴充套件特性，與整車匹配度高，可快速柔性化量產，未來能夠 適配各級別車型；同時，智慧化、整合化熱管理系統，未來能夠相容 800V 高壓平臺，提升 充電體驗。
比亞迪
5 月 20 日，比亞迪釋出了 CTB 電池車身一體化技術，同時宣佈首款搭載了 CTB 技術的 e 平臺 3。0 車型——海豹開啟預售，預售價格為 21。28-28。98 萬元。 比亞迪將電池車身一體化技術稱為 CTB，將電池上蓋與車身地板進一步合二為一，從原來 電池包“三明治”結構，進化成整車的“三明治”結構，動力電池系統既是能量體，也是 結構件。這種融合簡化了車身結構和生產工藝，是對傳統車身設計的一次顛覆性變革。電 池系統方面，電池側壁類似蜂窩結構的強度原理，結合刀片電池，能透過 50 噸壓力測試； 空間方面，車身地板與電池上蓋整合，體積利用率提升至 66%，垂直空間增加 10mm。
福特
在福特的設計構想中，在車身左右框架中設定多根橫樑，由這些橫樑對整個結構進行分割， 在裡面容納電池，這個分割出來的空間下面有底板進行支撐。
LG
在 2021 年 2 月 17 日首次公開了一份 CTC 專利，這一 CTC 方案選擇的是模組到車底盤的 整合（Module to Chassis）。LG 的考量初衷是進一步去掉冗餘結構件，提高模組的空間利 用率和系統比能，同時簡化電池系統和整車的工藝。
電池包零件發展方向：一體化、整合化
Busbar 成為 CCS 的零件
在 CTC 技術之前，需要透過 busbar（母線）完成電池組的串並聯，為了實時採集電芯電壓 、 電芯溫度和 busbar 溫度，需要在電芯或 busbar 表面佈置溫度感測器和電壓取樣線束。當 電池整合技術發展到 CTC 階段，溫度感測器和電壓取樣線組成一個系統，被稱為 CCS，此 時 busbar 變成電芯取樣板 CCS 一部分，不再像以往一樣暴露在電芯表面，取樣線束板 CCS 的兩側也附上膠膜固定在 BMS 控制板上。
FPC 成為 CCS 的零件
在 MTP 電池包裡，FPC（柔性電路板）替代銅線線束作為單獨的零件對電池電壓進行監測。 隨著 CTP 技術漸成主流，FPC 不再做單獨的零件，而是與銅鋁排和線束板結構件整合在 CCS 裡，成為 CCS 的一部分。FPC 及 CCS 的單車用量與電池模組設計相關，每一個電池 模組配套一套 CCS，每套 CCS 配套 1-2 條 FPC。目前許多 FPC 廠商進一步向下游 CCS 產品佈局，透過 FPC 向 CCS 的拓展提升單車價值和盈利空間。參考相關企業招股說明書 所披露資訊進行計算，FPC 的產品單價在 60 元左右，按照主流電動車配置的 7-12 個電池 模組用量，則動力電池帶來的 FPC 的單車價值量為 420-720 元左右。由於每套 CCS 配置 1-2 條 FPC，並且包含塑膠結構件、銅鋁排等結構，判斷 CCS 的單車價值是 FPC 的 2-3 倍，則 CCS 的單車價值預計為 840-2160 元。
電池包空間佈置變化：一體式電池包與滑板底盤相輔相成
早期的電動汽車採用分體式電池包，兩個電池包分別存放在原來油箱的位置和後尾箱用來 方備胎的位置。為了充分挖掘車內空間以裝載更多電池，油改電的電池包箱體開始設計成 工字型、T字型和土字型。 當電池採用 CTC 整合技術，動力電池和底盤的整合成為新的發展方向，一體式電池包與滑 板底盤的結合實現了 1+1>2 的效果。將電池包進行模組化設計，平鋪在車輛的地盤上，CTC 電池包變得規整，從而更大限度利用車內空間。
電池包技術從 MTP 發展到 CTC，零件的外形、材質、組合形式等都伴隨電池整合技術的進 步發生了改變，整體的方向是一體化、整合化。獨立的零件變少，幾個零件統一整合到一 個零件中去，形成尺寸更大、功能多元的大零件。零件方面的變化帶來供應商的改變，市 場格局也將被重塑。
隨著未來 CTP 或者 CTC 的普及，系統的整合度越來越高，將會加大膠的用量，CTP 預計 用量水平翻倍。pack 裡面常見的膠分三種：導熱膠，結構膠，密封膠。用量最大的是結構 膠，凝固之後能夠提供一定強度，作為結構支撐；導熱膠用來傳導電芯或模組之間的發熱， 與水冷系統接觸；密封膠水在介面密封，價值量含量最低。塗膠的難點是電池製造環境， 核心是塗膠路徑和工藝引數的設計。一般導熱膠優先塗在底部，結構膠塗抹根據設計來定。 伴隨電池包結構的變化，水冷系統也隨之發生變化，一是水冷板從之前的單一結構變成集 成化結構，比如
沃爾沃
CTC 技術路線中，冷卻技術上採用的是底部一體式水冷板技術。二 是電池之間增加雲母板或隔熱墊，在整個熱管理系統中發揮其絕緣性強、耐高溫的作用， 比如特斯拉的 4680+CTC 技術中，箱體底部就運用了雲母板方案。
滲透率持續攀升，CTP 和 CTC 裝機量超千萬輛
我們認為，隨著整車對於電池系統綜合性能要求越來越高，CTP 的滲透是一個確定性比較 高的過程。從技術維度來說，CTP 主要是一次系統結構升級，修改的重點是電池的排布方 式、主體零件尺寸變大和非關鍵零部件的削減，就現在市場份額逐步提升的實際情況來看， 越來越多的市場使用資料，將有效反饋完善設計方案。從商業模式上來說，在滿足整車外 部尺寸包絡曲線的大前提下，CTP 產品引發的產業變化主要發生在電池公司的內部，不存 在新的產業環節的引入，是一個內部自協調的過程。因此我們預計到 25 年，CTP 將會成為 主流的電池系統設計方案。同時 CTC 方案也在不斷滲透，預計 2024 年，CTP 和 CTC 滲 透率總和將超過 90%。（報告來源：未來智庫）
電池包主導權爭奪，產業鏈博弈加劇
CTP 和 CTC 的產業鏈上游為零配件廠，中游為電池廠，下游為整車廠。 上游零配件廠商加速佈局 產業鏈上游主要零配件分別為結構板、箱體、冷卻系統、FPC、CCS、BMS，整體產業鏈。
結構板件 代表公司是科達利、和勝股份、飛榮達、福建駿鵬等，飛榮達於 2021 年底與寧德時代簽署 36 億元採購協議，飛榮達將根據該協議擴充產能。和勝股份於今年 2 月公告，公司投資 10。2 億擴產新能源汽車結構件等業務。 電池托盤（箱體） 箱體是動力電池的主要承載部件，和勝股份是國內動力電池托盤一體化的龍頭企業，3 月公 告稱收到某全球領先的鋰離子電池研發製造專案企業的 4 款新能源汽車動力電池箱體專案 的《供應商定點意向書》，預估專案週期 4-8 年，專案交易額 36 億元-40 億元。 冷卻系統 新能源汽車的電池熱管理系統也稱水冷板，代表公司銀輪股份擁有國內頂尖的換熱器批次 生產能力和汽車換熱器系統技術儲備，近幾年先後獲得幾個新能源車電池冷卻板專案，研 發投入穩定。
柔性電路板（FPC） 這是以柔性覆銅板為基材製成的一種電路板，作為訊號傳輸的媒介應用於電子產品的連線， 動力電池 FPC 替代銅線線束趨勢明確，滲透率提升空間大，國內的鵬鼎控股、東山精密、 安捷利、弘信電子等廠商積極在動力電池 FPC 領域進行佈局。 電池模組採集整合件（CCS） 作為新能源汽車動力電池安全監控中心的核心部分，對汽車安全效能起著關鍵作用，當前 國內代表性的 CCS 企業為蘇州西典、僑雲科技等。 BMS 電池系統 俗稱之為電池保姆或電池管家，主要就是為了智慧化管理及維護各個電池單元，防止電池 出現過充電和過放電，延長電池的使用壽命，監控電池的狀態。目前我國 BMS 行業參與企 業大體分為三種類型：電池廠商、汽車整車廠、專業第三方 BMS 企業，其中第三方 BMS 企業所佔市場份額大約三分之一，代表公司為蘇州金華潤澤、深圳長城開發，匯川技術。
中游電池廠和下游整車廠並驅爭先
在新能源汽車的生產過程中，整車廠和電池廠之間的技術分割線一般在電池包層面，整車 廠和電池廠的實力強弱會直接決定電池包的主動權和話語權的歸屬問題。CTC 的商業模式 是上游零配件廠和下游整車廠之間的權衡，分別是以特斯拉為首的整車公司主導的商業模 式，和以寧德時代為首的電池公司主導的商業模式。CTP 和 CTC 技術意味著在電池包層面， 電池廠的話語權將重新佔據上風，在產業鏈中佔據的價值也將進一步上升。
展望未來：機遇與挑戰並存
從產業推演的角度看，整車廠和電池廠在高度整合化方向的競爭中，能夠進一步加快推動 電池平價化和汽車能耗的高效化。 我們認為，CTC 是未來電池技術方案發展的重要方向，將帶來產業上下游重構。對上游零 部件廠來說，CTP 和 CTC 技術意味著納入的零件總成逐漸增多，透過整合零件總成進而提 升產業鏈中的話語權是上游零部件廠的佈局方向。對下游整車廠來說，CTC 是一次承載式 車身向非承載式車身的轉變。CTC 與傳統車廠提到的底盤平臺化的核心邏輯是相通的，即 透過強化底盤總成的整合度，來達到降本增效的目的。 對中游電池廠來說，MTP 到 CTC 是一條持續提高能量密度的道路，在強度可靠的前提下逐 步減少機械件的佔比，從而提高能量密度，降低單位電量的成本，同時也是接觸整車零配 件業務的流量變現渠道。
我們認為，CTC 開發還有較多難點，比如其對電芯一致性的要求更高，電芯由於充放電膨 脹造成的形變和散熱效能變差，強度和剛度系統設計都需系統性開發。中游電池廠在利潤 分配上具有優勢。電池在整車零部件的成本佔比較高，作為價值量最大的零件。如果成功 提高產品整合度和生產優率，將會使其產品在成本端更加有競爭優勢。 我們認為，從下一步的技術升級方向來看，CTC 與底盤系統的設計融合是零部件未來整合化極 具潛力的方向，CTC 的蓄勢待發將在一定程度上加快行業對於滑板底盤產業化的程序。
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精選報告來源：【未來智庫】
