【携手零碳园区实践领跑企业，51WORLD数字孪生技术打造降碳“神器”】联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布最新报告称，2010-2019年全球温室气体年平均排放量处于人类历史上的最高水平，但增长速度已经放缓。若不立即在所有部门进行深度减排，要全球变暖限制在1.5℃将毫无可能。
研究表明，如果全球气温上升1.5℃，全人类将面临巨大危险。未来二三十年里，极端天气将大幅增加，严重干旱、动植物灭绝、珊瑚礁大规模死亡、人类生命安全受到威胁....
实现碳达峰、碳中和已刻不容缓！
截至2020年，我国各类产业园区数量已超2.5万个，对国家的经济贡献超过35%，园区碳排放量达全国碳排放总量的31%，零碳园区建设已成为落实精准减排，实现碳达峰、碳中和的工作重点。如今，数字化技术正进一步在各个领域成为实现“双碳”目标的助推器。
双碳时代，全方位掌握所管理空间的碳排数据，并能够实时“看到”各项减碳手段的实施效果和建设成本，形成个性化、经济性的碳中和规划成为了一项刚需。
要实现国家的双碳目标，只靠你每天走路的能量给树浇浇水怕是要向天再借五百年了。
数字技术在整体双碳战略里起到了重要作用，而数字孪生作为数字化转型的关键技术，这时候当仁不让的成为了“主力军”。
51WORLD依托数字孪生技术，联合金风低碳能源设计研究院、中工世通公司，共同打造了全域双碳智慧管理系统（零碳方舟DTARK），实现数智科技与能源产业的深度融合，为碳中和目标实现探索出新道路。
金风科技是年营收500亿的全球清洁能源和节能环保领域的领跑企业，荣登“全球最具创新能力企业50 强”、“全球最环保企业200强”、“全球新能源企业500强”等多个影响力榜单。
中工世通是国内领先的新能源项目开发和智慧能源方案服务商，在一带一路国家如巴西、伊朗、土耳其、哈萨克斯坦等国家，服务了20余个新能源项目，案例总合同额超过10亿美金。
六大核心能力
全方位掌握碳排放数据
形成个性化、经济性的碳中和规划
零碳方舟DTARK已正式上线
登录：https://t.cn/A66HRF2A 了解更多详情
看得见的碳排数据
“零碳方舟DTARK”系统，可全真呈现物理世界的山川、植被、道路、桥梁、建筑、设施等要素，并将全域空间中各类碳源排放监测数据与时空模型数据相融合，实现碳排数据在时空维度上的搜索与计算，形成区域“碳画像”、“碳分布”、“碳足迹”等多种数据全景图。
此外，零碳方舟DTARK系统还可以仿真各类绿色能源建设，实时模拟减碳成效，帮助城市、园区或建筑的运营管理者以“可视化”方式动态规划碳中和路径。
下面，我们从碳中和规划必须具备六大核心能力，看看零碳方舟DTARK是如何实现减碳目标的～
六大核心能力，全周期赋能碳管控
51WORLD以数字孪生技术为核心，以数字化场景、孪生化呈现、智慧化模拟、精准化决策为路径，构建了全域双碳智慧管理系统“零碳方舟DTARK”，赋能城市或园区的全域双碳建设。
零碳方舟DTARK以碳画像、碳计算、碳分布、绿能规划、降碳策略、双碳推演六大核心能力，全面赋能零碳园区建设。
01 碳画像
藏不住了，“零碳方舟DTARK”就是个不折不扣的“摸排小能手”。
作为摸清碳排放“家底”的基础能力，碳画像具备业态探测、碳源探测、减碳探测三项功能。
业态探测
此功能适合综合性园区，能清晰展示不同业态的碳排放数据、碳排放源占比、碳排放趋势、碳排放源头等问题。
碳源探测
此功能可以让园区管理者从直接碳排、间接碳排、相关碳排三个维度清楚看到每个耗能单位产生的碳排情况。
减碳探测
此功能可帮助园区管理者梳理出所有可以减碳和固碳的地方以及减碳量，便于掌握减碳趋势。
02 碳计算
想要了解园区内特定范围的碳排放情况就要用到碳计算能力了。为了满足这项需求，零碳方舟DTARK在碳计算方面引入了区域碳核算、业态碳核算、碳源碳核算三大功能。
区域碳核算
只需在三维场景上通过点选，围合出一个封闭的范围，系统就会自动帮用户将这个区域内所有的碳排放量汇总计算出来。为了方便后续分析，还可以把本次的区域汇算方案保存起来。
业态碳核算
勾选不同业态系统可自动汇算相应的碳排数据，并给出此汇总数据在不同区域的分布、不同排放形式（直接、间接、相关）所对应的排放量，以及在当前选取业态下的碳源排名。
碳源碳核算
碳源碳核算从排放源的维度汇总计算碳排放量，系统可自动算出所选碳源的排放量详情。
03 碳分布
如果说碳画像是分析碳排放整体情况，那么碳分布则是从微观角度分析园区的碳排信息情况。
碳分布可拆楼查看楼栋里每层、每户的碳排放情况，尤其适用于入驻企业较多的园区，可以直接定位到具体公司门牌。
碳热力图
通过碳热力图可以分析园区不同区域的碳排数据情况，并通过热力图颜色梯度变化直观反映出碳排量大小。
室内碳分布
系统引入逐楼栋、逐楼层查看碳排量的功能，可帮助园区管理者追踪不同空间或企业的碳排分布情况。
04 绿能规划
用绿色能源代替传统能源是实现碳中和的重要路径之一，零碳方舟DTARK产品引入了光伏规划、风能规划、生态固碳等多种方案，实现绿能规划。
零碳方舟DTARK系统可自动在三维场景中进行降碳措施模拟仿真，比如光伏规划，可以在划定区域内自动铺装光伏板，能放多少块、发多少电、省多少钱、降多少碳，统统不用你操心。
05 降碳策略
为了实现双碳目标，每个企业和组织都会考虑实施多种不同的降碳措施，但单一方式无法将降碳效果最大化，也无法进行高效的对比分析。
零碳方舟DTARK中引入了全新的降碳策略功能，可以灵活地将多种降碳方案汇总合并形成一个新的方案，实现不同方案组合的效果比对，帮助园区管理者持续优化，并形成园区的方案策略库。
06 双碳推演
从排查到计算，再到制定规划和策略，零碳方舟DTARK已经具备实现双碳目标的全流程管控能力，但进行碳管理的最终目的是早日实现双碳目标，有了技术能力，又该如何预测目标达成的时间呢？
这最后一步，也是最重要的功能，零碳方舟DTARK当然不能少。结合园区的碳排现状以及零碳DTARK产品规划出的节能减排方案，双碳推演能力可以将碳达峰和碳中和到来的时间推演的明明白白。
数字技术赋能全域全过程精细化碳管理
2022年，数字化技术将在各个领域成为碳达峰、碳中和的助推器。
51WORLD通过数字化全面赋能零碳智慧园区建设，加快清洁低碳、安全高效的能源体系，助力精细化管理平台建设，从源头实现节能减碳。
未来，51WORLD将以极具开放性的数字孪生核心能力探索智慧园区的零碳升级，与金风低碳能源设计研究院、中工世通，以及更多生态伙伴一起，建设更高效、更安全、更智慧的零碳园区、零碳城市，助力双碳目标早日实现。
金风低碳能源设计研究院：是全球信赖的清洁能源战略合作伙伴“金风科技”旗下专业的研究与咨询设计机构，专注“源-网-荷-储-碳”综合能源一体化解决方案，集成金风科技全产业链优质资源与能力，通过数智技术应用驱动业务发展，为客户提供贯穿能源规划、工程建设与运营管理全生命周期的技术服务。
中工世通（北京）科技有限公司（CIRI DT）：专注于工业与园区领域的数字化与智能化应用系统开发，为智能制造、智慧园区等领域提供一体化交钥匙的数字孪生智能管理解决方案。
研究表明，如果全球气温上升1.5℃，全人类将面临巨大危险。未来二三十年里，极端天气将大幅增加，严重干旱、动植物灭绝、珊瑚礁大规模死亡、人类生命安全受到威胁....
实现碳达峰、碳中和已刻不容缓！
截至2020年，我国各类产业园区数量已超2.5万个，对国家的经济贡献超过35%，园区碳排放量达全国碳排放总量的31%，零碳园区建设已成为落实精准减排，实现碳达峰、碳中和的工作重点。如今，数字化技术正进一步在各个领域成为实现“双碳”目标的助推器。
双碳时代，全方位掌握所管理空间的碳排数据，并能够实时“看到”各项减碳手段的实施效果和建设成本，形成个性化、经济性的碳中和规划成为了一项刚需。
要实现国家的双碳目标，只靠你每天走路的能量给树浇浇水怕是要向天再借五百年了。
数字技术在整体双碳战略里起到了重要作用，而数字孪生作为数字化转型的关键技术，这时候当仁不让的成为了“主力军”。
51WORLD依托数字孪生技术，联合金风低碳能源设计研究院、中工世通公司，共同打造了全域双碳智慧管理系统（零碳方舟DTARK），实现数智科技与能源产业的深度融合，为碳中和目标实现探索出新道路。
金风科技是年营收500亿的全球清洁能源和节能环保领域的领跑企业，荣登“全球最具创新能力企业50 强”、“全球最环保企业200强”、“全球新能源企业500强”等多个影响力榜单。
中工世通是国内领先的新能源项目开发和智慧能源方案服务商，在一带一路国家如巴西、伊朗、土耳其、哈萨克斯坦等国家，服务了20余个新能源项目，案例总合同额超过10亿美金。
六大核心能力
全方位掌握碳排放数据
形成个性化、经济性的碳中和规划
零碳方舟DTARK已正式上线
登录：https://t.cn/A66HRF2A 了解更多详情
看得见的碳排数据
“零碳方舟DTARK”系统，可全真呈现物理世界的山川、植被、道路、桥梁、建筑、设施等要素，并将全域空间中各类碳源排放监测数据与时空模型数据相融合，实现碳排数据在时空维度上的搜索与计算，形成区域“碳画像”、“碳分布”、“碳足迹”等多种数据全景图。
此外，零碳方舟DTARK系统还可以仿真各类绿色能源建设，实时模拟减碳成效，帮助城市、园区或建筑的运营管理者以“可视化”方式动态规划碳中和路径。
下面，我们从碳中和规划必须具备六大核心能力，看看零碳方舟DTARK是如何实现减碳目标的～
六大核心能力，全周期赋能碳管控
51WORLD以数字孪生技术为核心，以数字化场景、孪生化呈现、智慧化模拟、精准化决策为路径，构建了全域双碳智慧管理系统“零碳方舟DTARK”，赋能城市或园区的全域双碳建设。
零碳方舟DTARK以碳画像、碳计算、碳分布、绿能规划、降碳策略、双碳推演六大核心能力，全面赋能零碳园区建设。
01 碳画像
藏不住了，“零碳方舟DTARK”就是个不折不扣的“摸排小能手”。
作为摸清碳排放“家底”的基础能力，碳画像具备业态探测、碳源探测、减碳探测三项功能。
业态探测
此功能适合综合性园区，能清晰展示不同业态的碳排放数据、碳排放源占比、碳排放趋势、碳排放源头等问题。
碳源探测
此功能可以让园区管理者从直接碳排、间接碳排、相关碳排三个维度清楚看到每个耗能单位产生的碳排情况。
减碳探测
此功能可帮助园区管理者梳理出所有可以减碳和固碳的地方以及减碳量，便于掌握减碳趋势。
02 碳计算
想要了解园区内特定范围的碳排放情况就要用到碳计算能力了。为了满足这项需求，零碳方舟DTARK在碳计算方面引入了区域碳核算、业态碳核算、碳源碳核算三大功能。
区域碳核算
只需在三维场景上通过点选，围合出一个封闭的范围，系统就会自动帮用户将这个区域内所有的碳排放量汇总计算出来。为了方便后续分析，还可以把本次的区域汇算方案保存起来。
业态碳核算
勾选不同业态系统可自动汇算相应的碳排数据，并给出此汇总数据在不同区域的分布、不同排放形式（直接、间接、相关）所对应的排放量，以及在当前选取业态下的碳源排名。
碳源碳核算
碳源碳核算从排放源的维度汇总计算碳排放量，系统可自动算出所选碳源的排放量详情。
03 碳分布
如果说碳画像是分析碳排放整体情况，那么碳分布则是从微观角度分析园区的碳排信息情况。
碳分布可拆楼查看楼栋里每层、每户的碳排放情况，尤其适用于入驻企业较多的园区，可以直接定位到具体公司门牌。
碳热力图
通过碳热力图可以分析园区不同区域的碳排数据情况，并通过热力图颜色梯度变化直观反映出碳排量大小。
室内碳分布
系统引入逐楼栋、逐楼层查看碳排量的功能，可帮助园区管理者追踪不同空间或企业的碳排分布情况。
04 绿能规划
用绿色能源代替传统能源是实现碳中和的重要路径之一，零碳方舟DTARK产品引入了光伏规划、风能规划、生态固碳等多种方案，实现绿能规划。
零碳方舟DTARK系统可自动在三维场景中进行降碳措施模拟仿真，比如光伏规划，可以在划定区域内自动铺装光伏板，能放多少块、发多少电、省多少钱、降多少碳，统统不用你操心。
05 降碳策略
为了实现双碳目标，每个企业和组织都会考虑实施多种不同的降碳措施，但单一方式无法将降碳效果最大化，也无法进行高效的对比分析。
零碳方舟DTARK中引入了全新的降碳策略功能，可以灵活地将多种降碳方案汇总合并形成一个新的方案，实现不同方案组合的效果比对，帮助园区管理者持续优化，并形成园区的方案策略库。
06 双碳推演
从排查到计算，再到制定规划和策略，零碳方舟DTARK已经具备实现双碳目标的全流程管控能力，但进行碳管理的最终目的是早日实现双碳目标，有了技术能力，又该如何预测目标达成的时间呢？
这最后一步，也是最重要的功能，零碳方舟DTARK当然不能少。结合园区的碳排现状以及零碳DTARK产品规划出的节能减排方案，双碳推演能力可以将碳达峰和碳中和到来的时间推演的明明白白。
数字技术赋能全域全过程精细化碳管理
2022年，数字化技术将在各个领域成为碳达峰、碳中和的助推器。
51WORLD通过数字化全面赋能零碳智慧园区建设，加快清洁低碳、安全高效的能源体系，助力精细化管理平台建设，从源头实现节能减碳。
未来，51WORLD将以极具开放性的数字孪生核心能力探索智慧园区的零碳升级，与金风低碳能源设计研究院、中工世通，以及更多生态伙伴一起，建设更高效、更安全、更智慧的零碳园区、零碳城市，助力双碳目标早日实现。
金风低碳能源设计研究院：是全球信赖的清洁能源战略合作伙伴“金风科技”旗下专业的研究与咨询设计机构，专注“源-网-荷-储-碳”综合能源一体化解决方案，集成金风科技全产业链优质资源与能力，通过数智技术应用驱动业务发展，为客户提供贯穿能源规划、工程建设与运营管理全生命周期的技术服务。
中工世通（北京）科技有限公司（CIRI DT）：专注于工业与园区领域的数字化与智能化应用系统开发，为智能制造、智慧园区等领域提供一体化交钥匙的数字孪生智能管理解决方案。
无模组技术的推出将增强电池环节的议价，将改变产业格局
龙头企业推出 CTP 以来，正在影响产业生态的变化。对于模组概念的淡化，意味着动力电池 企业向电池包层面的深入渗透，而此前的产业模式主要是整车企业向电池企业购买电芯或模 组，电池包的设计主导权在整车企业手中。因此 CTP 技术的理念也体现电池企业对提升产业 话语权的诉求；同时 CTP 技术本身的降本增效较为显著，能够较好的弥补铁锂等较低比能电 池的短板，发挥其成本优势，从而增强铁锂电池的竞争优势，影响产业格局。
技术升级正在增强对下游议价。宁德时代意在提升下游议价权，CTP 将有利于工艺渗透、 稳定合作，但对较多应用软包的海外车企推广有难度。CATL 所开发的 CTP 技术在电芯 成本不增加的情况下实现一定的系统成本降幅，提升与整车企业的议价能力。在此过程 中，议价权能够提高的原因在于，技术渗透到电池包的设计、制造和售后维修方面。因 此，从商业合作角度看，将有利于和下游整车企业保持长期稳定的合作。但对部分海外 车企的推广较难，主要系车企较多采用软包三元，而软包在 CTP 技术中的固定有难度。然而 CTP 的竞争力或将吸引部分整车企业采纳方形产品。
集成大势所趋，是做减法，更是做加法
演进之中，简化环节减少用料是做减法，但本质是为了开发更加高效高性能的系统。在 CTP 的设计理念中，更高的成组效率是目标，因此开展去模组化，减少辅件；降本诉求下，冗余 功能、材料的去除也是重要的手段，特斯拉是具备竞争力的代表企业。在做减法的过程中， 能够发现产品的性能也在持续改善，更加集成化的系统代表着更先进的管控方式，是集成大 势之下做加法的体现。
高集成的下一步：CTC 技术
无模组技术仍然存在待改善的缺陷。1）模组做大，在制造层面的吊装、固定、维修方面难度 提高；2）单电芯的问题需要返回整个电池包，因此需考验电池稳定性和一致性；3）刀片电 池的制造环节到最终的成品率仍然需要观察和改进，商业成熟度较差。
渐进集约化，无模组后 CTC 技术已在酝酿。通过工艺的持续精进，使新能源汽车成本逐渐接 近燃油车，提升竞争力。在此过程中动力电池系统的设计至关重要。从电芯到模组，再到电 池包，在电池的结构设计上行业不断取得进步。CATL 基于整合理念，又推出 CTC 设计理念， 即 Cell to Chassis（电芯到整车底盘）。CTC 技术不仅会进行电池的重新布置，还会将三电 系统纳入，并通过智能化动力域控制器优化动力分配和降低能耗。通过系统集成，使得成本 下降，重量减轻而提升续航（800-1000km），乘坐空间更大。CATL 项延火预计 2025 年前后 推出高度集成化 CTC 技术，2028 年前后有望升级为智能化 CTC 电动底盘系统。
电池与整车的集成，在应用层面挑战仍存。CTC 技术并非新概念，如电动车初创企业 Canoo 已开发滑板式独立底盘（仍有模组概念），而特斯拉的 S-平台、3-平台及大众的 MEB 平台也 有集成化的理念（仍保留电池系统 Pack）。但 CTC 在应用层面仍面临技术和商业难点：
技术上，电芯与底盘的集成过程中需要解决的关键问题之一是安全。电池包在底盘碰撞 中的承力演变至少历经 3 代，从不受力到纵向受力，再到纵向+横向受力。在 CTC 中， 碰撞中电芯与底盘均直接参与受力并发生形变，因此在保证安全的前提下实现集成的难 度进一步提升；
商业上，设计主导权存在博弈，而底盘行业望迎新模式。集约化的理念意味着产业链的 合作需要加强，在底盘之前，Pack 的设计主导便经历主导权的博弈，主动权逐渐回到整 车企业。在底盘设计上，整车企业历来是主导地位，电池企业的优势更小。因此电池企 业更好的方式是收购或控股底盘公司，而集成之下“电底盘“的出现有望重塑底盘行业， 通过底盘的独立开发，集成整车所需的大部分硬件，底盘的价值将进一步凸显。
集约化的代表：特斯拉优秀的垂直整合理念与实力
从特斯拉的电池系统升级窥探其优秀的产品竞争力，处处体现集约化理念。在新能源车与燃 油车的 PK 中，新能源车成本较高是一大劣势，因此特斯拉在推进产业发展的过程中注重降 本，而电池系统成本占整车比例高，所以是聚焦改善的部分。特斯拉主要的降本思想是不断做减法，以集成化的理念去除多余的零件，简化工艺，减少中间商环节：
技术升级时的大减法：持续的集成使得系统能够得到升级，并在升级过程中去掉冗余的 功能，例如 Model Y 的后车身铸造件、热泵系统等组件；
同一技术框架内的小减法：细小的创新持续积累，也能够发挥价值。电芯层面，切换到 具备成本竞争力的供应商，未来可能从外购转为自制；系统辅助器件层面，论证后进行 设计的变更，减少器件数量或重量，例如单模组配备两个柔性电路板（FPC）的原有方 案经改进后减少为一个 FPC。
特斯拉“电池日”展现其正向降本、垂直整合的决心与实力。在 2020 年 9 月 23 日召开的“电池 日”上，特斯拉充分展示了其在动力电池系统开发整合方面的技艺，公司预计 3 年内使每 kWh 电池成本下降 56%，续航里程提升 54%，单 GWh 产能投资成本减少 69%。公司的正向降 本垂直整合理念贯穿于材料改性与工艺精进之中：
电芯设计：开发无极耳技术，与常规的设计相比，能够减少电阻，降低整个电极长度上 的电流偏差，减少焦耳热，并提高散热能力。在此基础上能够缓解大圆柱带来的产热增 加问题，进而推出 4680 大圆柱电芯，能量增加 5 倍，续航可提升 16%；
电芯制造：优化各个工序，包括干电极技术、高速连续组装工艺、电子系统管理等，改 造后的单 GWh 投资将减少 75%，并且单 GWh 的产线占地面积将为原有的 1/10；
负极材料：采用冶金硅原料，表面使用弹性离子导电聚合物涂覆，并以高弹性粘结剂+电 极设计方式形成高强度网络，降低硅负极体积膨胀带来的循环性能下降等影响；
正极材料：高镍正极为趋势，2/3 的镍与 1/3 的锰认为是较合适的配比，同时根据不同 出行场景开发不同的正极产品。材料改性之外，以优化传统正极材料处理流程（无硫酸、 0 废水产出）+北美锂资源开发+正极金属回收循环利用模式进一步降本；
系统集成：在电芯集成到整车环节，应用大模组形式使结构更加紧凑，减重减零提升续 航；高度集成的电池+车身工厂将使单 GWh 投资成本下降 55%。
来源：DT新材料新材料智库
龙头企业推出 CTP 以来，正在影响产业生态的变化。对于模组概念的淡化，意味着动力电池 企业向电池包层面的深入渗透，而此前的产业模式主要是整车企业向电池企业购买电芯或模 组，电池包的设计主导权在整车企业手中。因此 CTP 技术的理念也体现电池企业对提升产业 话语权的诉求；同时 CTP 技术本身的降本增效较为显著，能够较好的弥补铁锂等较低比能电 池的短板，发挥其成本优势，从而增强铁锂电池的竞争优势，影响产业格局。
技术升级正在增强对下游议价。宁德时代意在提升下游议价权，CTP 将有利于工艺渗透、 稳定合作，但对较多应用软包的海外车企推广有难度。CATL 所开发的 CTP 技术在电芯 成本不增加的情况下实现一定的系统成本降幅，提升与整车企业的议价能力。在此过程 中，议价权能够提高的原因在于，技术渗透到电池包的设计、制造和售后维修方面。因 此，从商业合作角度看，将有利于和下游整车企业保持长期稳定的合作。但对部分海外 车企的推广较难，主要系车企较多采用软包三元，而软包在 CTP 技术中的固定有难度。然而 CTP 的竞争力或将吸引部分整车企业采纳方形产品。
集成大势所趋，是做减法，更是做加法
演进之中，简化环节减少用料是做减法，但本质是为了开发更加高效高性能的系统。在 CTP 的设计理念中，更高的成组效率是目标，因此开展去模组化，减少辅件；降本诉求下，冗余 功能、材料的去除也是重要的手段，特斯拉是具备竞争力的代表企业。在做减法的过程中， 能够发现产品的性能也在持续改善，更加集成化的系统代表着更先进的管控方式，是集成大 势之下做加法的体现。
高集成的下一步：CTC 技术
无模组技术仍然存在待改善的缺陷。1）模组做大，在制造层面的吊装、固定、维修方面难度 提高；2）单电芯的问题需要返回整个电池包，因此需考验电池稳定性和一致性；3）刀片电 池的制造环节到最终的成品率仍然需要观察和改进，商业成熟度较差。
渐进集约化，无模组后 CTC 技术已在酝酿。通过工艺的持续精进，使新能源汽车成本逐渐接 近燃油车，提升竞争力。在此过程中动力电池系统的设计至关重要。从电芯到模组，再到电 池包，在电池的结构设计上行业不断取得进步。CATL 基于整合理念，又推出 CTC 设计理念， 即 Cell to Chassis（电芯到整车底盘）。CTC 技术不仅会进行电池的重新布置，还会将三电 系统纳入，并通过智能化动力域控制器优化动力分配和降低能耗。通过系统集成，使得成本 下降，重量减轻而提升续航（800-1000km），乘坐空间更大。CATL 项延火预计 2025 年前后 推出高度集成化 CTC 技术，2028 年前后有望升级为智能化 CTC 电动底盘系统。
电池与整车的集成，在应用层面挑战仍存。CTC 技术并非新概念，如电动车初创企业 Canoo 已开发滑板式独立底盘（仍有模组概念），而特斯拉的 S-平台、3-平台及大众的 MEB 平台也 有集成化的理念（仍保留电池系统 Pack）。但 CTC 在应用层面仍面临技术和商业难点：
技术上，电芯与底盘的集成过程中需要解决的关键问题之一是安全。电池包在底盘碰撞 中的承力演变至少历经 3 代，从不受力到纵向受力，再到纵向+横向受力。在 CTC 中， 碰撞中电芯与底盘均直接参与受力并发生形变，因此在保证安全的前提下实现集成的难 度进一步提升；
商业上，设计主导权存在博弈，而底盘行业望迎新模式。集约化的理念意味着产业链的 合作需要加强，在底盘之前，Pack 的设计主导便经历主导权的博弈，主动权逐渐回到整 车企业。在底盘设计上，整车企业历来是主导地位，电池企业的优势更小。因此电池企 业更好的方式是收购或控股底盘公司，而集成之下“电底盘“的出现有望重塑底盘行业， 通过底盘的独立开发，集成整车所需的大部分硬件，底盘的价值将进一步凸显。
集约化的代表：特斯拉优秀的垂直整合理念与实力
从特斯拉的电池系统升级窥探其优秀的产品竞争力，处处体现集约化理念。在新能源车与燃 油车的 PK 中，新能源车成本较高是一大劣势，因此特斯拉在推进产业发展的过程中注重降 本，而电池系统成本占整车比例高，所以是聚焦改善的部分。特斯拉主要的降本思想是不断做减法，以集成化的理念去除多余的零件，简化工艺，减少中间商环节：
技术升级时的大减法：持续的集成使得系统能够得到升级，并在升级过程中去掉冗余的 功能，例如 Model Y 的后车身铸造件、热泵系统等组件；
同一技术框架内的小减法：细小的创新持续积累，也能够发挥价值。电芯层面，切换到 具备成本竞争力的供应商，未来可能从外购转为自制；系统辅助器件层面，论证后进行 设计的变更，减少器件数量或重量，例如单模组配备两个柔性电路板（FPC）的原有方 案经改进后减少为一个 FPC。
特斯拉“电池日”展现其正向降本、垂直整合的决心与实力。在 2020 年 9 月 23 日召开的“电池 日”上，特斯拉充分展示了其在动力电池系统开发整合方面的技艺，公司预计 3 年内使每 kWh 电池成本下降 56%，续航里程提升 54%，单 GWh 产能投资成本减少 69%。公司的正向降 本垂直整合理念贯穿于材料改性与工艺精进之中：
电芯设计：开发无极耳技术，与常规的设计相比，能够减少电阻，降低整个电极长度上 的电流偏差，减少焦耳热，并提高散热能力。在此基础上能够缓解大圆柱带来的产热增 加问题，进而推出 4680 大圆柱电芯，能量增加 5 倍，续航可提升 16%；
电芯制造：优化各个工序，包括干电极技术、高速连续组装工艺、电子系统管理等，改 造后的单 GWh 投资将减少 75%，并且单 GWh 的产线占地面积将为原有的 1/10；
负极材料：采用冶金硅原料，表面使用弹性离子导电聚合物涂覆，并以高弹性粘结剂+电 极设计方式形成高强度网络，降低硅负极体积膨胀带来的循环性能下降等影响；
正极材料：高镍正极为趋势，2/3 的镍与 1/3 的锰认为是较合适的配比，同时根据不同 出行场景开发不同的正极产品。材料改性之外，以优化传统正极材料处理流程（无硫酸、 0 废水产出）+北美锂资源开发+正极金属回收循环利用模式进一步降本；
系统集成：在电芯集成到整车环节，应用大模组形式使结构更加紧凑，减重减零提升续 航；高度集成的电池+车身工厂将使单 GWh 投资成本下降 55%。
来源：DT新材料新材料智库
CTP 与刀片电池出世：精巧的设计用以满足轻量紧凑诉求
无模组化是动力电池系统设计趋势，无模组技术能够成为企业产品竞争力，增强议价权，影 响产业格局。模组大型化、去模组化能够减少零部件，从而降低成本，尤其是随着电芯层面 安全性提升，模组所起的稳定与管控作用逐渐弱化，去模组诉求提升。技术层面看，工艺专 利的提前积累，先发优势的确立，更有利增强产品溢价，尤其是能够推动动力电池企业向下 游整车渗透，提高议价权，主要系大尺寸设计对安全等方面要求更为严格，获取电池端支持 的诉求增加。因此，具备无模组技术的企业能够进一步加强与整车企业合作，影响产业格局。
宁德时代 CTP 技术：无标准模组限制，轻量化和大型化下实用性较强。公司于 2019 年法兰 克福车展披露无模组动力电池包 Cell to Pack（CTP）技术。CTP 电池包较传统电池包而言， 体积利用率提高 15%-20%，零部件数量减少 40%，生产效率提升 50%，投入应用后将大幅 降低动力电池的制造成本。在能量密度上，传统的电池包能量密度平均为 140-150Wh/kg， CTP 电池包能量密度则可达到 200Wh/kg 以上。公司在设计上充分体现 CTP 的优势：
电池包结构设计：简化结构的同时能满足电池包的连接强度要求，实现轻量化设计；
电芯装配与冷却方式：箱体注塑成型，收容多电芯；独特内部散热结构提升安全性；
电芯与 BMS 的连接：利用保护壳体密封组件，且壳体内部均填充导热胶，易于散热；电芯和 BMS 单独加强防护等级，可降低电池包外壳的防护等级。
比亚迪刀片电池技术：注重电芯层面改进，结合磷酸铁锂充分发挥优势。2020 年 7 月 12 日， 比亚迪汉正式上市，补贴后售价在 21.98-27.95 万元之间。搭载比亚迪自主开发的高性能磷 酸铁锂刀片电池，最高续航可达 605km，可与搭载三元的乘用车相媲美。刀片电池相比传统 块状电池包，空间利用率提升 50%，体积能量密度提升 32%，因此比亚迪汉 EV 的电池包能 量密度达到 140Wh/kg，容量可达 77kWh。设计上的关键理念包括：
电芯设计与装配：电芯扁长化设计，改进电池包集成效率，与磷酸铁锂配合增强安全性；
热管理方式：液冷与风冷两种冷却方式，置于电池包上方，增强散热，缓解热失控；
CTP 方案配置：方案多样，对应于不同尺寸电芯和不同布置，体积比能最高可增加 32%。
对比技术细节和实现效果，我们认为两种 CTP 方案目标相对一致，但设计理念有所差异，主 要为电芯层面的变动程度。宁德时代 CTP 技术保持电芯规格不变，商业供应成熟度高，而比 亚迪刀片电池拉长电芯，在电芯良率、质量把控方面还需改善，也将在短期内造成供应的紧 张。1）宁德时代以自上而下的设计理念，着重从电池包和模组结构方面进行改进，采用箱体 注塑成型、套筒结构等方式实现需求；比亚迪则是自下而上，注重单体电芯尺寸的设计，采 用扁长化电芯提升空间利用率、增强散热，安全性进一步提高。2）因在电芯层面保持传统设 计，宁德时代 CTP 技术的兼容性更强，可适用不同电池类型，在三元和磷酸铁锂体系中均有 车型应用。比亚迪的长电芯方案使得同样的电池组尺寸内可以装入更多电芯，续航里程可与 传统三元相当，预计铁锂刀片可满足 600km 续航以下的需求，实现车型范围的拓展，尤其是 乘用车领域的导入更给予铁锂较大的增量空间。
CTP 方案的开发热度提升，车企的电池子公司入局
市面上差异化的 CTP 方案正在增加，主要是由具有整车企业控股背景的电池企业推出。长城 汽车旗下的电池企业蜂巢能源在 2019 年 4 月展示了代号为“L6”的长叠片电芯，能够匹配无 模组技术；宝能旗下的电池企业宝创新能源也申请了多项的 CTP 专利，积累技术实力。
蜂巢能源的长电芯方案在兼容性上较强，能满足大部分车型需求。蜂巢能源“L6”长电芯的长 度在 600mm 左右，该长度是研究后选择的最佳尺寸，蜂巢能源认为结合不同排布方式，可 以覆盖市场上主销的从 A0 到 D 级的 80%车型。此外长电芯与传统的 590 模组平台具有较 好的兼容切换性，主机厂可以不做额外的修改和变更，因此达到节省成本、快速响应的目的。在材料体系方面，蜂巢能源不限于采用磷酸铁锂，正在探索更高比能材料体系的应用，产品 包括 L6-三元、L6-无钴等。
宝能开发软包 CTP 方案，可解决现有技术难以适配软包的问题。宝能旗下电池企业宝创新能 源已有软包 CTP 技术的专利储备。宝创新能源的 CTP 技术通过差异化的设计，提升空间利 用率，降低电池包成本，保证安全可靠性：
整体看，采用横向大模组方案，沿车身宽度方向放置多个模组形成电池包，此种放置方 式有别于特斯拉 Model 3 的纵向大模组方案；
长电芯是由多个电芯串联形成。串联时小电芯采用极耳焊接方式连接，做长之后能够减 少端板和部分模组附件，从而提升空间利用率、降低重量，并且减少成本；
设计上提升热安全性。结构上，每个电芯堆叠体外都放置液冷板和导热胶，电池顶部还 安装有防爆泄压系统，从而降低热失控发生的概率。
来源：DT新材料新材料智库
无模组化是动力电池系统设计趋势，无模组技术能够成为企业产品竞争力，增强议价权，影 响产业格局。模组大型化、去模组化能够减少零部件，从而降低成本，尤其是随着电芯层面 安全性提升，模组所起的稳定与管控作用逐渐弱化，去模组诉求提升。技术层面看，工艺专 利的提前积累，先发优势的确立，更有利增强产品溢价，尤其是能够推动动力电池企业向下 游整车渗透，提高议价权，主要系大尺寸设计对安全等方面要求更为严格，获取电池端支持 的诉求增加。因此，具备无模组技术的企业能够进一步加强与整车企业合作，影响产业格局。
宁德时代 CTP 技术：无标准模组限制，轻量化和大型化下实用性较强。公司于 2019 年法兰 克福车展披露无模组动力电池包 Cell to Pack（CTP）技术。CTP 电池包较传统电池包而言， 体积利用率提高 15%-20%，零部件数量减少 40%，生产效率提升 50%，投入应用后将大幅 降低动力电池的制造成本。在能量密度上，传统的电池包能量密度平均为 140-150Wh/kg， CTP 电池包能量密度则可达到 200Wh/kg 以上。公司在设计上充分体现 CTP 的优势：
电池包结构设计：简化结构的同时能满足电池包的连接强度要求，实现轻量化设计；
电芯装配与冷却方式：箱体注塑成型，收容多电芯；独特内部散热结构提升安全性；
电芯与 BMS 的连接：利用保护壳体密封组件，且壳体内部均填充导热胶，易于散热；电芯和 BMS 单独加强防护等级，可降低电池包外壳的防护等级。
比亚迪刀片电池技术：注重电芯层面改进，结合磷酸铁锂充分发挥优势。2020 年 7 月 12 日， 比亚迪汉正式上市，补贴后售价在 21.98-27.95 万元之间。搭载比亚迪自主开发的高性能磷 酸铁锂刀片电池，最高续航可达 605km，可与搭载三元的乘用车相媲美。刀片电池相比传统 块状电池包，空间利用率提升 50%，体积能量密度提升 32%，因此比亚迪汉 EV 的电池包能 量密度达到 140Wh/kg，容量可达 77kWh。设计上的关键理念包括：
电芯设计与装配：电芯扁长化设计，改进电池包集成效率，与磷酸铁锂配合增强安全性；
热管理方式：液冷与风冷两种冷却方式，置于电池包上方，增强散热，缓解热失控；
CTP 方案配置：方案多样，对应于不同尺寸电芯和不同布置，体积比能最高可增加 32%。
对比技术细节和实现效果，我们认为两种 CTP 方案目标相对一致，但设计理念有所差异，主 要为电芯层面的变动程度。宁德时代 CTP 技术保持电芯规格不变，商业供应成熟度高，而比 亚迪刀片电池拉长电芯，在电芯良率、质量把控方面还需改善，也将在短期内造成供应的紧 张。1）宁德时代以自上而下的设计理念，着重从电池包和模组结构方面进行改进，采用箱体 注塑成型、套筒结构等方式实现需求；比亚迪则是自下而上，注重单体电芯尺寸的设计，采 用扁长化电芯提升空间利用率、增强散热，安全性进一步提高。2）因在电芯层面保持传统设 计，宁德时代 CTP 技术的兼容性更强，可适用不同电池类型，在三元和磷酸铁锂体系中均有 车型应用。比亚迪的长电芯方案使得同样的电池组尺寸内可以装入更多电芯，续航里程可与 传统三元相当，预计铁锂刀片可满足 600km 续航以下的需求，实现车型范围的拓展，尤其是 乘用车领域的导入更给予铁锂较大的增量空间。
CTP 方案的开发热度提升，车企的电池子公司入局
市面上差异化的 CTP 方案正在增加，主要是由具有整车企业控股背景的电池企业推出。长城 汽车旗下的电池企业蜂巢能源在 2019 年 4 月展示了代号为“L6”的长叠片电芯，能够匹配无 模组技术；宝能旗下的电池企业宝创新能源也申请了多项的 CTP 专利，积累技术实力。
蜂巢能源的长电芯方案在兼容性上较强，能满足大部分车型需求。蜂巢能源“L6”长电芯的长 度在 600mm 左右，该长度是研究后选择的最佳尺寸，蜂巢能源认为结合不同排布方式，可 以覆盖市场上主销的从 A0 到 D 级的 80%车型。此外长电芯与传统的 590 模组平台具有较 好的兼容切换性，主机厂可以不做额外的修改和变更，因此达到节省成本、快速响应的目的。在材料体系方面，蜂巢能源不限于采用磷酸铁锂，正在探索更高比能材料体系的应用，产品 包括 L6-三元、L6-无钴等。
宝能开发软包 CTP 方案，可解决现有技术难以适配软包的问题。宝能旗下电池企业宝创新能 源已有软包 CTP 技术的专利储备。宝创新能源的 CTP 技术通过差异化的设计，提升空间利 用率，降低电池包成本，保证安全可靠性：
整体看，采用横向大模组方案，沿车身宽度方向放置多个模组形成电池包，此种放置方 式有别于特斯拉 Model 3 的纵向大模组方案；
长电芯是由多个电芯串联形成。串联时小电芯采用极耳焊接方式连接，做长之后能够减 少端板和部分模组附件，从而提升空间利用率、降低重量，并且减少成本；
设计上提升热安全性。结构上，每个电芯堆叠体外都放置液冷板和导热胶，电池顶部还 安装有防爆泄压系统，从而降低热失控发生的概率。
来源：DT新材料新材料智库
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