Dans le nouveau secteur énergétique en plein essor actuel, les batteries lithium-ion, en tant que principale source d'énergie, ont imprégné tous les scénarios, y compris les voyages, le stockage d'énergie et les moyens de subsistance des gens. Les batteries au lithium-ion, en tant que pont crucial entre les cellules de batterie et les applications-des utilisateurs finaux, sont devenues un maillon intermédiaire essentiel de la chaîne industrielle. En 2026, le marché chinois des batteries au lithium-ion dépassait 48 milliards de yuans, formant une concurrence à trois-entre les batteries de puissance, le stockage d'énergie et les petits systèmes électriques. Technologiquement, ils évoluent rapidement vers une intégration élevée, une intelligence élevée et une sécurité élevée. Cet « assemblage de systèmes », qui transforme les cellules de batterie dispersées en une source d'énergie fiable, détermine non seulement la portée, la sécurité et l'expérience utilisateur des produits finaux, mais devient également un moteur essentiel de l'amélioration de la valeur de la nouvelle industrie énergétique.
I. Comprendre les packs : une révolution technique, des cellules uniques aux systèmes électriques
Les batteries au lithium-ion ne sont pas simplement une combinaison série-parallèle de cellules de batterie. Grâce à une conception et une intégration précises, ils transforment les unités d’énergie chimique en systèmes de batteries complets pouvant alimenter directement les appareils. Il s'agit d'une étape cruciale pour les batteries lithium-ion du laboratoire aux applications commerciales. Pour comprendre les packs, il est essentiel de d'abord clarifier la logique de base de l'architecture d'assemblage à trois -niveaux, qui constitue le fondement de sa fonctionnalité.
1. Architecture à trois -niveaux : une évolution hiérarchique des « soldats » à « l'armée »
Si nous comparons une seule cellule de batterie à un « soldat » indépendant, alors le PACK est une « armée » avec commandement, logistique et discipline, tandis que le module est « l'unité de combat » reliant les deux.
- Cellule de batterie
L'unité énergétique de base d'un PACK, divisée en trois types : cylindrique, prismatique et pochette. Une seule cellule a une tension d’environ 3,7 V. Sa capacité, sa résistance interne et sa cohérence déterminent directement la limite supérieure des performances du PACK. Une cellule de batterie est comme un soldat individuel dans une armée ; La qualité de chaque soldat constitue le fondement de la puissance de combat globale, mais des soldats dispersés ne peuvent pas former une force de combat efficace.
- Module
Plusieurs cellules de batterie sont intégrées en série et en parallèle dans un cadre pour former une unité intermédiaire standard. Équipé de harnais d'échantillonnage et d'une structure de fixation, il réalise une intégration initiale à grande échelle des cellules de batterie, résolvant ainsi les problèmes d'assemblage de cellules en petits lots et de protection de base.
- PAQUET
Plusieurs modules sont connectés via un jeu de barres, intégrant des composants de base tels que le système de gestion de batterie (BMS), le système de gestion thermique, le système électrique et les pièces structurelles dans un produit final. Cela représente un saut qualitatif du « stockage d'énergie » à « l'alimentation électrique intelligente », directement adaptable aux scénarios d'utilisateurs finaux-tels que les véhicules à énergie nouvelle, les centrales électriques de stockage d'énergie et les équipements électriques.
2. Quatre sous-systèmes centraux : les « organes internes » du PACK
Le fonctionnement fiable du PACK repose sur le travail coordonné de quatre sous-systèmes. Chaque système remplit sa fonction spécifique, travaillant ensemble pour garantir une puissance de sortie stable, sûre et efficace ; aucun ne peut être omis.
•Système de gestion (BMS)
Le "cerveau intelligent" du PACK, responsable de-la collecte en temps réel de la tension, de la température et du courant de chaque cellule, calculant avec précision l'état de charge (SOC), l'état de santé (SOH) et l'état de fonctionnement (SOP). Il met également en œuvre plusieurs protections de sécurité contre la surcharge, la décharge excessive et la température excessive, et réduit les incohérences entre les cellules grâce au contrôle d'égalisation. C'est le centre de contrôle principal du PACK.
• Système de gestion thermique :
Les « vaisseaux sanguins circulatoires » de la batterie. Si la chaleur Joule et la chaleur de réaction générées lors de la charge et de la décharge des cellules de la batterie ne peuvent pas être dissipées à temps, cela peut entraîner une dégradation de la durée de vie, voire un emballement thermique. Ce système utilise des plaques de refroidissement liquide, des conduits d'air et des matériaux thermoconducteurs pour contrôler la température des cellules dans la fenêtre optimale de 20-35 degrés. Les solutions grand public sont divisées en trois catégories : le refroidissement par air (scénarios de faible-consommation), le refroidissement par liquide (général dans les véhicules à énergie nouvelle) et les matériaux de refroidissement direct/à changement de phase (technologie de pointe).
•Système électrique :Les « vaisseaux sanguins d'alimentation » de la batterie, composés de connexions haute tension-, de fusibles, de relais et de composants d'isolation électrique. Il est responsable de la transmission efficace et de la protection de commutation de l'énergie électrique, garantissant la stabilité de la puissance de sortie et la sécurité électrique.
• Système structurel :
Le « squelette » de la batterie, comprenant la coque, les supports et d’autres composants. Il offre des fonctions de protection antichoc, anti-poussière et étanche, tout en fournissant un support fixe pour les systèmes internes. Le niveau de protection doit généralement atteindre IP67 ou supérieur pour s'adapter aux environnements extérieurs et automobiles complexes.
3. Valeur fondamentale : transformer les cellules de batterie de « matières premières » en « productivité »
L'essence d'une batterie est la transformation technique d'une cellule de batterie d'une « unité d'énergie chimique » à une « source d'énergie fiable », garantissant en fin de compte la sécurité, la fiabilité et les performances des batteries au lithium. Une excellente batterie permet aux cellules ordinaires de fonctionner de manière stable et de réaliser pleinement leur potentiel énergétique ; à l'inverse, une batterie mal conçue, même utilisant des cellules-de premier niveau, peut entraîner une dégradation rapide des performances et même des incidents de sécurité en raison d'une dissipation thermique inégale, d'incohérences des cellules et de défaillances de protection. En bref, la batterie est un maillon crucial dans la chaîne industrielle des batteries au lithium, transformant l'ordinaire en extraordinaire et servant de lien central entre les matériaux en amont et les applications en aval.
II. Noyau technologique : la conception, le processus de fabrication et les tests des PACKs révèlent le code de base de la qualité
Les performances d'un PACK de batteries au lithium dépendent non seulement de la sélection des cellules mais également du contrôle complet de l'ensemble du processus, de la conception et de la fabrication aux tests et vérifications. Depuis les principaux compromis de conception jusqu'au processus de fabrication de précision et aux tests rigoureux avant expédition, chaque étape détermine la qualité du produit final.
1. Logique de conception : trouver la solution optimale parmi trois indicateurs de base
La conception du PACK implique un "triangle impossible" -densité d'énergie, densité de puissance et sécurité/durée de vie. Ces trois éléments ne peuvent pas être maximisés simultanément. Le cœur de la conception est de trouver l’équilibre optimal entre eux en fonction des besoins de l’application finale. Par exemple, les packs de véhicules de tourisme à énergie nouvelle recherchent une densité énergétique élevée pour améliorer l'autonomie, les packs de stockage d'énergie se concentrent davantage sur la sécurité et la longue durée de vie, tandis que les packs de véhicules industriels ont des exigences plus élevées en matière de densité de puissance. Le processus de conception s'articule autour des exigences de l'application, depuis la sélection des cellules (matériaux, forme), la conception électrique (connexions en série et parallèle), la conception mécanique et thermique et la formulation de la stratégie BMS. Chaque étape doit correspondre précisément au scénario pour finalement atteindre la densité énergétique, la densité de puissance, le niveau de protection et la durée de vie du système requis.
2. Processus de base : contrôle de précision depuis le tri des cellules jusqu'à l'assemblage du produit fini
La production PACK est un processus en boucle fermée-hautement intégré. Chaque étape doit répondre à des exigences élevées de précision et de cohérence. Les processus de base comprennent quatre étapes essentielles :
Tri cellulaire : la première ligne de défense pour la cohérence. L'équipement automatisé détecte les paramètres des cellules tels que la capacité, la résistance interne, la tension et l'apparence, contrôlant les différences de paramètres à 2 % près. Cela garantit la correspondance des performances des cellules au sein du même PACK, évitant ainsi les déséquilibres de charge et de décharge de la source.
ACEY-AS11Smachine de tri de batterieest utilisé pour tester la tension et la résistance pour le fabricant de la batterie. Ce processus est crucial dans les industries qui fabriquent des blocs-batteries, car il garantit que les cellules présentant des caractéristiques similaires sont regroupées, ce qui améliore les performances, la longévité et la sécurité des blocs-batteries.
Le soudage au laser est crucial pour garantir des connexions fiables. Des lasers à haute -énergie-densité d'énergie sont utilisés pour souder avec précision les bornes des cellules de batterie et les barres omnibus, offrant des avantages tels qu'une faible zone affectée par la chaleur-, une qualité de soudure élevée et une automatisation élevée. Il s'agit d'un processus courant dans les applications haut de gamme- telles que les véhicules à énergie nouvelle.
Le processus d'empotage permet une fixation structurelle et une dissipation thermique efficace. L'empotage lie étroitement les cellules de la batterie au cadre du module, améliorant ainsi la stabilité structurelle et l'efficacité de la conduction thermique, garantissant une dissipation thermique uniforme.
Le processus d'assemblage intègre le module, le BMS, le système de gestion thermique et les composants électriques, complétant les connexions des faisceaux de câbles et l'encapsulation du boîtier pour obtenir une compatibilité transparente entre les systèmes.
3. Tests et vérification : ce n'est que grâce à des tests rigoureux qu'un PACK peut atteindre le marché
En tant que source d'alimentation pour les applications-des utilisateurs finaux, la sécurité et la fiabilité du PACK ont un impact direct sur la sécurité du produit final. Par conséquent, il est soumis à des tests et à une vérification multidimensionnels et rigoureux avant de quitter l'usine, formant un double système de contrôle « tests de processus + tests de produits finis » :
- Tests de performances électriques :Tester la capacité du pack, sa résistance interne, ses caractéristiques de charge/décharge et son équilibre pour garantir que la puissance de sortie répond aux normes de conception ;
- Tests de sécurité :Vérifier les capacités de protection de sécurité du pack grâce à des tests extrêmes tels que la compression, la pénétration de l'aiguille, l'emballement thermique et les courts-circuits pour garantir qu'aucun incendie ou explosion ne se produise dans les situations d'urgence ;
- Tests mécaniques :Simulation de scénarios de vibrations, d'impacts et de chutes pour vérifier la stabilité du système structurel et son adaptabilité à des conditions de travail complexes telles que les applications automobiles et extérieures ;
- Tests environnementaux :Tester l'adaptabilité du Pack dans des environnements de températures élevées et basses, d'humidité et de brouillard salin pour garantir un fonctionnement stable dans différentes conditions climatiques ;
- Test d'étanchéité à l'air :Test des performances d'étanchéité du boîtier pour garantir les indices de protection IP67 et empêcher la poussière et l'humidité de pénétrer et de provoquer des dysfonctionnements.
III. Présentation de l'application : une division à trois-
En 2026, le marché chinois des PACK de batteries au lithium formera un modèle d'application de batteries de puissance (50 %), de stockage d'énergie (30 %) et d'applications électriques à petite échelle (20 %). Ces trois scénarios ont chacun leurs propres besoins et orientations technologiques, générant collectivement une croissance continue du marché. Avec le taux de pénétration croissant des véhicules à énergie nouvelle, la croissance explosive de l'industrie du stockage d'énergie et la couverture complète des applications énergétiques à petite échelle dans la vie quotidienne, les limites d'application des PACKs s'étendent constamment.
1. Power Battery PACK : Le « cœur » des véhicules à énergie nouvelle, le champ de bataille itératif-le plus rapide
Les batteries de puissance constituent le scénario d’application le plus important pour les PACKs et également le domaine présentant l’itération technologique la plus rapide. Les véhicules de tourisme et les véhicules utilitaires ont des orientations technologiques différentes, avec des améliorations centrées sur quatre indicateurs clés : la sécurité, l'autonomie, la durée de vie et la recharge rapide.
Véhicules de tourisme :La charge rapide à haute tension et l'intégration élevée deviennent la norme
Les plates-formes haute tension-800 V sont devenues courantes, prenant en charge la charge ultra-rapide 4C-6C-, permettant une augmentation de l'autonomie de 300 à 400 km avec seulement 5 minutes de charge ; La technologie d'intégration profonde CTP/CTC est largement utilisée, éliminant les modules traditionnels, augmentant l'utilisation du volume à plus de 80 % et la densité énergétique du système dépassant 250 Wh/kg ; La technologie d'équilibrage actif BMS est répandue, contrôlant la différence de tension d'une seule cellule dans une plage de 20 mV, augmentant la plage de 10 à 15 % et prolongeant la durée de vie du cycle de 30 %.
Véhicules utilitaires :Le phosphate de fer et de lithium domine + une longue durée de vie en tant que noyau
Les batteries au lithium fer phosphate (LFP) sont devenues le choix courant pour les packs de véhicules commerciaux en raison de leur sécurité élevée et de leur longue durée de vie, avec une durée de vie supérieure ou égale à 6 000 cycles, adaptées aux scénarios de charges lourdes- telles que les camions lourds, les bus et la logistique de la chaîne du froid. En 2026, les ventes de poids lourds à énergie nouvelle dans mon pays devraient dépasser 350 000 unités, avec des capacités de batterie grand public atteignant 400 à 600 kWh, devenant ainsi un moteur de croissance important pour les PACKS de batteries électriques.
2. PACK de stockage d'énergie : le segment doré à la croissance la plus rapide, avec une croissance annuelle de 48 %, devenant ainsi la deuxième courbe de croissance
Avec la mise en œuvre de politiques indépendantes de stockage d'énergie en Chine et la croissance explosive de la demande de stockage d'énergie industrielle, commerciale et résidentielle à l'étranger, le PACK de stockage d'énergie est devenu le segment à la croissance la plus rapide-du marché des PACK de batteries au lithium, avec un taux de croissance annuel de 48 %. Les principales exigences se concentrent sur une longue durée de vie, une sécurité élevée et une intelligence.
ACEY-SA-P ESSchaîne d'assemblage de batteriesest un système de production utilisé dans la fabrication de batteries prismatiques comme ESS (Energy Storage System). Les batteries prismatiques sont un type de batterie rechargeable couramment utilisé dans diverses applications, notamment les véhicules électriques, l'électronique grand public et les systèmes de stockage d'énergie renouvelable.
Exigences de performance strictes
Les exigences de cycle de vie sont de 8000+ cycles, avec une durée de vie de conception de 15 ans. Le BMS à équilibrage actif est devenu une nécessité, résolvant le problème des cellules incohérentes lors d'un fonctionnement à long terme-, réduisant la maintenance manuelle et augmentant la capacité utilisable du système.
Facteurs de forme standardisés
Les PACKS de stockage d'énergie conteneurisés sont devenus courants,-préinstallés avec des systèmes de GTB, de refroidissement liquide et de protection incendie. L'installation sur-site ne prend que 3 jours, ce qui réduit considérablement les coûts et augmente l'efficacité, en s'adaptant à plusieurs scénarios, notamment les applications côté réseau-, industrielles, commerciales et résidentielles.
Mises à niveau de répartition intelligente
Intégration de la technologie IA pour réaliser une répartition intelligente, prenant en charge la régulation de la fréquence du réseau primaire, avec un temps de réponse de<100ms, perfectly adapting to the grid connection needs of new energy sources, becoming core equipment for grid peak shaving, photovoltaic energy storage, and data center backup power.
3.Petits-blocs d'alimentation : couvrant tous les scénarios de consommation, combinant personnalisation et rentabilité-
Les petits-blocs d'alimentation couvrent des scénarios de consommation tels que les deux-roues électriques, les trois-roues électriques, les véhicules industriels, le stockage d'énergie portable, les drones et les équipements médicaux. La demande du marché ne cesse de croître et les principales caractéristiques sont une forte personnalisation, la priorité à la rentabilité-, ainsi qu'une sécurité et une conformité strictes.
- Deux-roues électriques- :Le lithium fer phosphate remplace les batteries au plomb-acide devient une tendance
Les packs de lithium fer phosphate sont plus légers, plus sûrs et ont une durée de vie plus longue. Le BMS à équilibrage actif résout efficacement le problème de l'autonomie réduite en hiver, en remplaçant progressivement les batteries au plomb-acide traditionnelles.
- Véhicules industriels :Haute puissance + longue portée
Les chariots élévateurs, AGV et autres véhicules industriels nécessitent une décharge de courant-élevée et un fonctionnement continu 24-heures, s'appuyant sur des systèmes de gestion thermique efficaces et une protection contre les surintensités pour garantir un fonctionnement stable dans des conditions de travail de haute intensité.
- -Appareils portables haut de gamme :Miniaturisation + Haute Fiabilité
Les drones, les équipements médicaux, les applications militaires et d'autres scénarios ont des exigences extrêmement élevées en matière de miniaturisation des packs, de faible élévation de température et de fiabilité élevée, ce qui conduit le développement des packs vers la miniaturisation et la précision.
IV. Résumé de l'industrie
La transition d’une cellule de batterie unique à un système complet de batteries est une étape cruciale dans la commercialisation des batteries au lithium. Ce « processus d'intégration » apparemment simple intègre en réalité plusieurs technologies de base, notamment la conception, les processus de fabrication, les tests et la gestion intelligente.
En tant que « centre d'énergie » de la nouvelle industrie énergétique, les batteries au lithium déterminent non seulement les performances et l'expérience utilisateur des produits finaux, mais deviennent également le principal vecteur de transfert de valeur à travers la chaîne industrielle. Dans le cadre de la transformation de l'industrie de la « concurrence par les prix » à la « concurrence par la valeur », les entreprises d'emballage qui maîtrisent les technologies de base, possèdent des capacités système et peuvent s'adapter à tous les scénarios ouvriront la voie à de plus grandes opportunités de développement. Avec le développement de nouvelles technologies telles que les batteries à semi-conducteurs-et les batteries sodium-ion, les packs continueront de s'adapter aux nouvelles technologies cellulaires, repoussant constamment les limites de performances.
La vague de la nouvelle industrie énergétique se poursuit et les batteries au lithium, en tant que pont central reliant les cellules et les produits finaux, seront toujours à l'avant-garde de l'amélioration de la valeur de l'industrie, fournissant une énergie fiable pour les véhicules utilisant de nouvelles énergies, le stockage d'énergie, l'économie à basse-altitude, la robotique et d'autres nouveaux scénarios, devenant ainsi une force essentielle du développement de haute-qualité de la nouvelle industrie énergétique. À l'avenir, avec les progrès continus de la technologie et l'expansion continue des scénarios d'application, l'espace de marché des batteries au lithium continuera de s'étendre, et le nouveau voyage de cette industrie d'un milliard de dollars ne fait que commencer.
