在上一篇文章中，我們探討了電芯預(yù)處理在電池包制造中的關(guān)鍵作用。今天，我們將目光轉(zhuǎn)向電池包制造的下一個(gè)核心工序——模組或無(wú)模組CTP方案中的模塊裝配

在新能源汽車(chē)與儲(chǔ)能領(lǐng)域，電池包的組裝工藝直接影響著能量密度、安全性和成本。其中，模組裝配無(wú)模組CTP方案是兩大主流技術(shù)路線。接來(lái)講深入解析這兩種“積木”搭建方式的工藝核心，并探討未來(lái)智能化趨勢(shì)。

如果說(shuō)電芯是電池包的“細(xì)胞”，那么模組裝配就是將這些“細(xì)胞”有序組合成“組織”的過(guò)程，為電池包的最終性能奠定基礎(chǔ)。

首先說(shuō)明下模組方案和目前常規(guī)的無(wú)模組方案（CTP）區(qū)別：

如下分別為傳統(tǒng)的電池包模組方案與CTP方案：

模組作為電池包的中間單元，由多個(gè)電芯通過(guò)串并聯(lián)、結(jié)構(gòu)件固定及功能組件集成而成，其堆疊流程猶如搭建一座精密城堡，關(guān)鍵步驟包括：

電芯分選與預(yù)處理通過(guò)分選機(jī)對(duì)電芯的電壓、內(nèi)阻、容量等參數(shù)進(jìn)行一致性篩選（±5mV壓差控制），剔除“劣質(zhì)積木”。同時(shí)進(jìn)行等離子清洗，去除極柱表面氧化層和雜質(zhì)，確保焊接質(zhì)量。

堆疊與固定按設(shè)計(jì)順序?qū)㈦娦狙b入支架或托盤(pán)，輔以導(dǎo)熱硅膠墊、絕緣紙等材料填充間隙。例如，方形電芯通過(guò)涂膠粘接端板與側(cè)板，圓柱電芯則需插入定制化支架孔位。堆疊精度要求嚴(yán)格，平面公差需≤0.5mm，防止后續(xù)焊接錯(cuò)位。

電氣連接與焊接采用激光焊接或超聲波焊接技術(shù)，將電芯極耳與匯流排連接。例如，寧德時(shí)代方形模組通過(guò)激光焊接實(shí)現(xiàn)極柱與連接片的高強(qiáng)度結(jié)合（抗拉強(qiáng)度＞50N）。焊接后需用陶瓷起子人工抽檢焊點(diǎn)，防止虛焊、炸點(diǎn)等缺陷。

機(jī)械臂將電芯、隔熱片、絕緣片放入工裝夾具進(jìn)行模組堆疊

為了進(jìn)一步提升模組的性能和安全性，在堆疊過(guò)程中還會(huì)加入隔熱片絕緣片，隔熱片和絕緣片通過(guò)背膠粘貼在電芯大面，可以對(duì)模組間的電芯起到一定的固定作用，防止吊裝過(guò)程中掉落。

功能組件集成安裝BMS采集線束、溫度傳感器、保險(xiǎn)絲等，并通過(guò)線槽或扎帶固定，避免擠壓短路。例如，比亞迪刀片電池模組采用FPC柔性電路板集成電壓采集功能，節(jié)省空間且提升可靠性。

擠壓整形是模組裝配中的關(guān)鍵步驟，旨在通過(guò)物理壓力將堆疊好的電芯模組與端板、鋼帶等結(jié)構(gòu)件緊密固定在一起，以增強(qiáng)模組的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和電氣性能。擠壓整形的過(guò)程如下：

模組打包的方式對(duì)模組的性能、安全性和生產(chǎn)效率有著重要影響。常見(jiàn)的打包方式包括：模塊盒、打包帶、鋼帶、側(cè)板焊接或鉚接或螺栓連接

操作目的：

• 固定模組內(nèi)電芯、提供足夠的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

• 限制模組尺寸，防止擠壓后模組尺寸回彈，使其順利入箱

下線檢測(cè)與封裝進(jìn)行電壓、內(nèi)阻、絕緣耐壓測(cè)試（1000V/1分鐘無(wú)漏電），合格后加蓋密封并灌封膠體，實(shí)現(xiàn)IP67防護(hù)等級(jí)。

CTP（Cell to Pack）技術(shù)通過(guò)弱化或取消模組結(jié)構(gòu)，直接將電芯集成至電池包，如同將“積木”拼入整體框架，核心步驟包括：

電芯預(yù)處理與涂膠電芯表面涂覆結(jié)構(gòu)膠或?qū)崮z，采用雙組份涂膠頭精準(zhǔn)控制膠量（如海目星生產(chǎn)線自帶流量監(jiān)控），確保與電池包殼體的粘接強(qiáng)度。

電芯直接堆疊取消傳統(tǒng)模組端板，通過(guò)大尺寸散熱板或箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)定位。例如，寧德時(shí)代CTP方案將電芯插入注塑成型的散熱板間隙，利用側(cè)壁膠粘固定。堆疊時(shí)需預(yù)留Z向膨脹空間（約7-10mm），吸收充放電形變。

高壓連接與散熱集成電芯間通過(guò)銅排或高壓線束串聯(lián)，冷板集成于電芯側(cè)面，通過(guò)釬焊與箱體連通，形成高效散熱通道。比亞迪刀片電池則通過(guò)扁平化設(shè)計(jì)，將電芯本身作為結(jié)構(gòu)件，提升空間利用率。

整體封裝與測(cè)試采用灌封膠填充電芯間隙，安裝防爆閥和泄壓裝置。封裝后需進(jìn)行氦檢或水檢確保氣密性，并通過(guò)模擬振動(dòng)、擠壓測(cè)試驗(yàn)證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

CTP優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)

• 優(yōu)勢(shì)：零件數(shù)量減少40%，能量密度提升10-15%，成本降低約20%。

• 挑戰(zhàn)：維修困難（需整包更換）、熱失控風(fēng)險(xiǎn)增加（大容量電芯連鎖反應(yīng)）、絕緣防護(hù)等級(jí)要求更高。

無(wú)論是模組還是CTP方案，堆疊工藝正向高度自動(dòng)化智能決策演進(jìn)：

機(jī)器人精準(zhǔn)操作機(jī)械臂配合視覺(jué)定位系統(tǒng)（如Desoutter紅外攝像頭），實(shí)現(xiàn)電芯抓取、堆疊精度±0.2mm。海目星生產(chǎn)線采用激光焊接+視覺(jué)尋址技術(shù)，焊點(diǎn)合格率提升至99.9%。

數(shù)據(jù)追溯與過(guò)程管控MES系統(tǒng)綁定每個(gè)模組的扭矩、焊接參數(shù)數(shù)據(jù)，支持全生命周期追溯。例如，智能擰緊工具實(shí)時(shí)監(jiān)控扭矩曲線，防止假貼合。

數(shù)字孿生與AI優(yōu)化通過(guò)虛擬仿真預(yù)判堆疊干涉、熱應(yīng)力分布，優(yōu)化模組設(shè)計(jì)。寧德時(shí)代利用邊緣計(jì)算+5G傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷與工藝參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整。

柔性化生產(chǎn)模塊化設(shè)備設(shè)計(jì)支持快速換型，如海目星生產(chǎn)線可一鍵切換不同電芯規(guī)格，換型時(shí)間縮短至30分鐘。

未來(lái)趨勢(shì)

1. 結(jié)構(gòu)膠替代鋼帶： 特斯拉4680模組采用聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，粘結(jié)強(qiáng)度＞15MPa，減重30%。

2. 一體化壓鑄端板： 寧德時(shí)代與力勁科技聯(lián)合開(kāi)發(fā)6000T壓鑄機(jī)，3分鐘成型復(fù)雜端板結(jié)構(gòu)。

3. 智能感知模組： 嵌入光纖傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)力分布并預(yù)警膨脹風(fēng)險(xiǎn)。

從傳統(tǒng)模組到CTP方案，電池包“積木”的堆疊工藝不斷突破物理極限。未來(lái)，隨著智能化技術(shù)與材料創(chuàng)新的融合，電池包將不再是冰冷的儲(chǔ)能單元，而是兼具高效、安全與可進(jìn)化能力的“智慧生命體”。

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