CATL关于集成模组动力电池包技术的技术发展分析

CATL关于集成模组动力电池技术的技术发展分析
漂浮大陆摘要循环水旁滤器:本文对CATL关于集成模组动力电池包技术的技术发展进行分析,对三个维度即cell to module、cell to module to pack、cell to pack的技术发展历程进行分析,为了更好的了解CATL关于集成模组动力电池包技术的发展现状,从专利的视角对上述三个维度进行梳理,重点分析了cell to pack维度的相关专利,对于以后审查该技术领域的案件具有重大的指导性意义。
关键词:集成模组;cell to pack;专利
本文选取的是截止至2020年3月22日,在中国专利文摘数据库(CNABS)中对于申请人宁德时代新能源科技股份有限公司(以下简称CATL)在中国专利文摘数据库(CNABS)中文专利文献进行全面的检索,并对检索获得的1014篇专利文献进行数据标引。根据电池单体(cell),电池模块(module),电池包(pack)的组装类型,又划分为三个维度即cell to module、cell to module to pack、cell to pack,并将仅涉及cell或不涉及上述组装类型的划分至其他。按照三个维度数量的多少,cell to module to pack、cell to module、cell to pack的申请量分别为128、588、66。
如图1所示,总体来看自2016年起,CATL对cell to module等三大类专利的申请开始激增,这主要是因为2016年《汽车动力蓄电池行业规范条件》的实施,对新能源汽车的补贴排除了外资电池厂商,CATL逐渐取得了国内动力电池市场龙头的地位,而在这一宝贵的黄金发展期,CATL顺势而为不断加大对动力电池的研发投入和专利布局。细分来看,CATL更加注重对cell to module方向专利的布局,相对其他两类,不仅申请比较早,在成立初期已经有相关申请,申请总量也远超其他两类。自2016年起,CATL已经开始了对cell to pack方向的专利布局,这也与CATL董事长曾毓公开回应BYD的“刀片电池”时所说的“我们2016量产的CTP结构创新概念”比较一致。但是cell to pack方向的专利2016-2019年的申请的量相比其他方向并不占优,可见在此期间cell to pack方向并不是CATL的研发投入重点所在,这一方面是因为cell to module to pack的方向已经被国内外车企广泛接受并投入了相关产线,CATL作为动力电池出货量的龙头,必然在cell to module to pack方向投入更多的研发资源;另一方面,由于CATL主要方向是三元材料动力电池路线,cell to pack虽然可以提高能量密度和生产效率,但是对于动力电池更加重要的安全性,尚未得到足够的验证,市场认可和接受程度还不高。
图1 CATL维度年份申请量分布图
cell to pack维度的申请量为66,除了4件电池包内部结构和电池包内单体电池间连接结构的专利申请外,大部分申请为实现cell to pack所必须的包括结构部件和功能部件在内的内部部件,共有62件。有37件涉及结构部件,主要为箱体结构和框架结构,通过对电池包内部结构部件的设计将CTP技术的不断推向实用。以CATL于2016年2月29日向国知局提交申请并已获授权的专利CN105529422B为例,该专利是CATL申请最早的CTP系列专利之一。该专利提供了一种无模组电池包,通过将电芯单元和BMS控制组件设置在外壳内,使得电池包易于散热,而且能够在不降低电池包安全等级的前提下,降低电池包外壳的防护等级,降低了装配难度,提高了生产效率;同时,便于电池包后期维护以及电芯单元的更换维修。有25件涉及功能部件,包括冷却部件、密封部件、温度检测和控制部件、安全防护
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部件等。可见,对于CATL来说,热量控制和安全防护是其布局CTP技术的重中之重。以CATL于2018年8月13日向国知局提交的CN208443490U为代表例,CATL还以该申请为优先权提交了PCT国际申请,并进入了美国和欧洲的国家阶段。该申请提出了一种用于无模组电池包的温度检测装置,可以实现无需开孔即可检测电池包换热管道的温度,有效解决换热管内部冷却液泄露的问题。以CN209071461U为例,CATL同样以该申请为优先权提交了PCT国际申请,该申请提出了一种用于无模组电池包的热管理装置,热管理回路与每个电芯贴合,在电芯热失控时能够通过破坏热管理回路将具有灭火功能的换热介质流入电芯,从而阻止热失控的电芯蔓延至相邻电芯。
宁德时代(CATL)CTP电池技术中,结构部件例如,(1)将电池单体放置于箱体梁或支撑梁形成的框架中,以承受电池单体的重量,以确保更高的安全性;(2)通过将电芯插入在箱体设置的第一插槽和线束隔离板设置的第二插槽之间,省去了模组的中间环节;(3)将电芯直接置于插入槽中,简化了电池包的组装工艺,降低生产成本。上述功能部件在电池包冷却和换热部件、温度检测、采样装置、排气装置、密封装置、断路装置、保温装置、缓冲装置等均有一定的广泛而深入的研究,能够对电池包内部部件进行精确检测和控制。通过上述分析,对于集成模组动力电池包技术发展历程以及现有技术发展水平有了更
管式热交换器原理图进一步的认识,对于以后审查该技术领域的案件具有重大的指导性意义。
作者简介全保留
引出线第一作者简介:朱碧玉(1988-),女,硕士,国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心,助理研究员,研究方向为专利审查,本文联系人,E-mail: ***********************
冯婷(1988-),女,硕士,国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心,助理研究员,研究方向为专利审查(1:对本文贡献等同第一作者)。
王晨(1990-),男,硕士,国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心,研究方向为专利审查(1:对本文贡献等同第一作者)。

本文发布于:2024-09-24 23:21:32,感谢您对本站的认可!

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