电池包PACK制造工艺系列②：模组或CTP模块装配——电池包的“高阶积木”如何装配？

在上一篇文章中，我们探讨了电芯预处理在电池包制造中的关键作用。今天，我们将目光转向电池包制造的下一个核心工序——模组或无模组CTP方案中的模块装配

在新能源汽车与储能领域，电池包的组装工艺直接影响着能量密度、安全性和成本。其中，模组装配无模组CTP方案是两大主流技术路线。接来讲深入解析这两种“积木”搭建方式的工艺核心，并探讨未来智能化趋势。

如果说电芯是电池包的“细胞”，那么模组装配就是将这些“细胞”有序组合成“组织”的过程，为电池包的最终性能奠定基础。

首先说明下模组方案和目前常规的无模组方案（CTP）区别：

如下分别为传统的电池包模组方案与CTP方案：

模组作为电池包的中间单元，由多个电芯通过串并联、结构件固定及功能组件集成而成，其堆叠流程犹如搭建一座精密城堡，关键步骤包括：

电芯分选与预处理通过分选机对电芯的电压、内阻、容量等参数进行一致性筛选（±5mV压差控制），剔除“劣质积木”。同时进行等离子清洗，去除极柱表面氧化层和杂质，确保焊接质量。

堆叠与固定按设计顺序将电芯装入支架或托盘，辅以导热硅胶垫、绝缘纸等材料填充间隙。例如，方形电芯通过涂胶粘接端板与侧板，圆柱电芯则需插入定制化支架孔位。堆叠精度要求严格，平面公差需≤0.5mm，防止后续焊接错位。

电气连接与焊接采用激光焊接或超声波焊接技术，将电芯极耳与汇流排连接。例如，宁德时代方形模组通过激光焊接实现极柱与连接片的高强度结合（抗拉强度＞50N）。焊接后需用陶瓷起子人工抽检焊点，防止虚焊、炸点等缺陷。

机械臂将电芯、隔热片、绝缘片放入工装夹具进行模组堆叠

为了进一步提升模组的性能和安全性，在堆叠过程中还会加入隔热片绝缘片，隔热片和绝缘片通过背胶粘贴在电芯大面，可以对模组间的电芯起到一定的固定作用，防止吊装过程中掉落。

功能组件集成安装BMS采集线束、温度传感器、保险丝等，并通过线槽或扎带固定，避免挤压短路。例如，比亚迪刀片电池模组采用FPC柔性电路板集成电压采集功能，节省空间且提升可靠性。

挤压整形是模组装配中的关键步骤，旨在通过物理压力将堆叠好的电芯模组与端板、钢带等结构件紧密固定在一起，以增强模组的整体结构稳定性和电气性能。挤压整形的过程如下：

模组打包的方式对模组的性能、安全性和生产效率有着重要影响。常见的打包方式包括：模块盒、打包带、钢带、侧板焊接或铆接或螺栓连接

操作目的：

• 固定模组内电芯、提供足够的结构稳定性

• 限制模组尺寸，防止挤压后模组尺寸回弹，使其顺利入箱

下线检测与封装进行电压、内阻、绝缘耐压测试（1000V/1分钟无漏电），合格后加盖密封并灌封胶体，实现IP67防护等级。

CTP（Cell to Pack）技术通过弱化或取消模组结构，直接将电芯集成至电池包，如同将“积木”拼入整体框架，核心步骤包括：

电芯预处理与涂胶电芯表面涂覆结构胶或导热胶，采用双组份涂胶头精准控制胶量（如海目星生产线自带流量监控），确保与电池包壳体的粘接强度。

电芯直接堆叠取消传统模组端板，通过大尺寸散热板或箱体内部结构定位。例如，宁德时代CTP方案将电芯插入注塑成型的散热板间隙，利用侧壁胶粘固定。堆叠时需预留Z向膨胀空间（约7-10mm），吸收充放电形变。

高压连接与散热集成电芯间通过铜排或高压线束串联，冷板集成于电芯侧面，通过钎焊与箱体连通，形成高效散热通道。比亚迪刀片电池则通过扁平化设计，将电芯本身作为结构件，提升空间利用率。

整体封装与测试采用灌封胶填充电芯间隙，安装防爆阀和泄压装置。封装后需进行氦检或水检确保气密性，并通过模拟振动、挤压测试验证结构强度。

CTP优势与挑战

• 优势：零件数量减少40%，能量密度提升10-15%，成本降低约20%。

• 挑战：维修困难（需整包更换）、热失控风险增加（大容量电芯连锁反应）、绝缘防护等级要求更高。

无论是模组还是CTP方案，堆叠工艺正向高度自动化智能决策演进：

机器人精准操作机械臂配合视觉定位系统（如Desoutter红外摄像头），实现电芯抓取、堆叠精度±0.2mm。海目星生产线采用激光焊接+视觉寻址技术，焊点合格率提升至99.9%。

数据追溯与过程管控MES系统绑定每个模组的扭矩、焊接参数数据，支持全生命周期追溯。例如，智能拧紧工具实时监控扭矩曲线，防止假贴合。

数字孪生与AI优化通过虚拟仿真预判堆叠干涉、热应力分布，优化模组设计。宁德时代利用边缘计算+5G传输，实现远程故障诊断与工艺参数动态调整。

柔性化生产模块化设备设计支持快速换型，如海目星生产线可一键切换不同电芯规格，换型时间缩短至30分钟。

未来趋势

1. 结构胶替代钢带： 特斯拉4680模组采用聚氨酯结构胶，粘结强度＞15MPa，减重30%。

2. 一体化压铸端板： 宁德时代与力劲科技联合开发6000T压铸机，3分钟成型复杂端板结构。

3. 智能感知模组： 嵌入光纤传感器，实时监测应力分布并预警膨胀风险。

从传统模组到CTP方案，电池包“积木”的堆叠工艺不断突破物理极限。未来，随着智能化技术与材料创新的融合，电池包将不再是冰冷的储能单元，而是兼具高效、安全与可进化能力的“智慧生命体”。

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