一場疫情，還在不斷向中國車市販賣焦慮情緒。但作為旁觀者，更想用“泥濘過后，皆是坦途”來提振信心。由此望向積極的一面，當(dāng)下電動化轉(zhuǎn)型的浪潮，沒有因為諸多不可抗力的出現(xiàn)有所削弱。整個大盤的聲量與增勢，依舊維持在高點之上。
身處這條全新賽道，縱觀那些真正準(zhǔn)備充分的強(qiáng)者而言，并未等來想象中的怨天尤人、哀聲載道，反而都能根據(jù)行業(yè)環(huán)境的驟變，迅速調(diào)整自身節(jié)奏，繼續(xù)展現(xiàn)出手中握有的最強(qiáng)成果。
也正是基于上述背景，本篇文章更想展開聊聊一項近來飽受外界關(guān)注的動力電池技術(shù)。因為它的落地，智能電動車多方面的性能，再次出現(xiàn)巨大的進(jìn)步。最終，得以成功普惠終端消費(fèi)者。
看到這里，相信已經(jīng)有不少讀者猜出，今天的“主角”正是——CTC電池底盤一體化技術(shù)。正在進(jìn)行中的2022，隨著類似零跑、特斯拉、比亞迪等越來越多的車企入局其中，并接連拿出手中握有的底牌，大有一副“CTC量產(chǎn)元年”的意味。
那么，僅以目前掌握的信息，不禁好奇誰又將成為其中的“佼佼者”？
01
結(jié)構(gòu)優(yōu)化，才是最終解
“動力電池，如同電動車的心臟?！?br>
本段開篇，之所以拋出這樣的觀點，還是想要證明截至目前，前者對于后者仍具有十分重要的不可替代性。仔細(xì)觀察不難發(fā)現(xiàn)，長久以來動力電池體系的創(chuàng)新，主要還是體現(xiàn)在電池材料與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)兩個維度。
只不過，隨著電池材料部分，尤其是能量密度的提升與進(jìn)步逐漸趨緩，對于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的創(chuàng)新，已然成為所有人追求的新方向。
換言之，當(dāng)下影響電動車普及的最大阻礙，無外乎還是續(xù)航與成本。可由于鋰電池能量密度的原因，其本身所能夠提供的續(xù)航，已經(jīng)接近目前理論上的“天花板”，所以很早期大家已經(jīng)意識到這個問題，轉(zhuǎn)而開始在生產(chǎn)制造工藝與相關(guān)結(jié)構(gòu)上，尋求新的突破點。
目前大多數(shù)品牌為了“求穩(wěn)”，依然選擇采用——CTM傳統(tǒng)電池集成方案，即“Cell to Module”。它的特點是先將電芯組成模具，然后再將數(shù)個模組集成為電池包，從下部與車身拼接在一起。
不可否認(rèn)，站在技術(shù)儲備稍弱的主機(jī)廠角度，CTM仍是其能夠掌握最成熟的動力電池安裝解決方案，但它的缺陷與短板也是顯而易見的。綜合而言，模組殼體與車身之間存在著一定的空隙，這也導(dǎo)致車身空間利用率較低，同時整車質(zhì)量過高。
為此，經(jīng)過一段時間的研發(fā)，CTP無模組電池集成方案，即“Cell to Pack”應(yīng)運(yùn)而生。相比CTM，它最大的特點就是跳過模組環(huán)節(jié)，直接將電芯集成在電池包上，變得更加簡單。從而進(jìn)一步提升了體積利用率、生產(chǎn)效率、能量密度都有所提升，零部件數(shù)量也有所減少。
不過，就像特斯拉CEO馬斯克曾公開表示的一樣，“沒必要往盒子里再裝一個盒子。”隨后，他還舉例說明：“原本飛機(jī)會把燃料箱放置在機(jī)翼之中，但為了更大程度利用空間，便拿掉燃料箱，直接用機(jī)翼來儲存燃料，這樣能容納的燃料無疑更多?！?br>
話語背后能夠聽出的含義，直指CTP依然只是過渡方案，并不是動力電池結(jié)構(gòu)優(yōu)化的最終解。也正因如此，文章開篇所提及，更為極致的CTC電池底盤一體化方案，即“Cell to Chassis”正式走向臺前，并開始進(jìn)入到落地階段。
同時，相比CTP，CTC是動力電池系統(tǒng)更深層次拓展，直接將電池整合到底盤框架中，進(jìn)而在結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)更高程度的集成化，并且還可以更大限度的優(yōu)化電池包的重量與空間。
另外，也是非常重要的一點，CTC要求主機(jī)廠從更早的階段，介入車型整體設(shè)計之中，這就要求其具備極強(qiáng)的自主研發(fā)設(shè)計能力。和CTP定義權(quán)更多掌握在動力電池供應(yīng)商手中不同，這一次“主導(dǎo)權(quán)”已然交給了前者。
所以明知CTC將成為接下來電動車發(fā)展的絕對核心技術(shù)之一，但礙于“高門檻”的存在，并不是誰都能立馬切入的賽道。
02
CTC的優(yōu)勢是什么？
前有零跑C01，后有比亞迪海豹，都在大力宣傳CTC技術(shù)的優(yōu)勢，也都在強(qiáng)調(diào)自家的技術(shù)可靠性。但說到底，CTC技術(shù)的優(yōu)勢有且僅有兩個：
其中，最大的優(yōu)勢無非就是能在單位體積內(nèi)塞入更多電芯，進(jìn)而增加電池容量。當(dāng)然，也可以選擇在維持原有電芯容量的同時，留出更多的空間，給到乘坐空間或載物空間。
至于另外一個優(yōu)勢，就屬于“買贈”附帶了，因為結(jié)構(gòu)更簡單，不用多次打包，少用些材料也就節(jié)約了成本。
對于消費(fèi)者來說，一方面，CTC技術(shù)可以提升續(xù)航里程，進(jìn)一步削弱里程焦慮；另一方面，CTC技術(shù)在制造成本降低之后，理論上可以一定程度惠及消費(fèi)者，讓購車成本更低——當(dāng)然，車企會不會如此做，就是另一個層面的考量了。
另外，雖然技術(shù)路線相同，但不同廠家對CTC技術(shù)的具體實施路徑還是有差異的。
先說比亞迪，其CTB技術(shù)最大的特點就是采用自家的刀片電池，由于刀片電池本身就可以看做是一個最小單元的電池模組（幾個電芯為一片，相當(dāng)于用了比一般小箱子更小的箱子），因此，比亞迪的CTB技術(shù)看起來也是略顯保守的，在安全性和可維修性方面保留了一點點后手。
相比之下，特斯拉的CTC技術(shù)可以說是最為激進(jìn)的，其采用全新設(shè)計的4680電芯，電芯就直接布局在與底盤一體的電池倉內(nèi)（小箱子大箱子全扔了），值得一提的是，其前排座椅的受力點也在整體的電池底盤上。
至于此前高調(diào)宣傳稱自己為國內(nèi)首款采用CTC技術(shù)的零跑C01，其CTC方案則可以說是最保守的，它保留了將電芯封裝為模組的步驟（也就是用了小箱子），只是將模組直接安裝到底盤上，在可維修性方面甚至超過比亞迪。
03
CTC的缺點也很致命
只是，我個人并不是很看好CTC技術(shù)，因為它的硬傷同樣明顯。
對于90后及更早的人來說，相信對于可更換電池的手機(jī)一定記憶猶新。手機(jī)里裝一塊電池，再帶一塊備用電池，電池沒電的時候直接換滿電的新電池，手機(jī)原地滿血復(fù)活。這樣的場景對于今天的智能手機(jī)則不可實現(xiàn)，因為電池都采用了不可拆卸設(shè)計，電池沒電了只能充電，由于電池的續(xù)航能力不給力，所以人們要么選擇攜帶一個充電寶，要么外出使用共享充電寶，總之用起來變得更不方便了。而電池?fù)p壞之后，也只能找專業(yè)的維修機(jī)構(gòu)，付出更高的成本。
跟手機(jī)類似，不可拆卸的CTC技術(shù)也有類似的缺點。大家知道，在解決續(xù)航焦慮的方案中，有一種模式叫做換電，蔚來就是換電技術(shù)的忠實擁護(hù)者，而CTC技術(shù)則從源頭上杜絕了換電技術(shù)的可操作性。
更嚴(yán)重的問題在于維修和更換。因為車身就是電池組本身，所以在發(fā)生碰撞時，車身一旦受損，電池組勢必跟著遭殃，雖然各個廠家都宣稱其CTC技術(shù)在安全方面的保障有多高，但大家心里都明白，一根筷子肯定比三根筷子更容易被折斷。
更換也是一大難題，因為電芯材料的電化學(xué)特性，電池在經(jīng)過一段時間的使用之后，會因為活性下降，造成容量衰減到影響正常使用，到時候必然要更換。此時，和底盤合為一體的電池組無法單獨更換，只能是拆開底盤，更換里面的電芯，而對電池包的加工需要工廠級的環(huán)境，對安裝技術(shù)也有著非常高的要求，更換之后是否能達(dá)到應(yīng)有安全標(biāo)準(zhǔn)也需測試。
這么一套流程打下來，付出的成本相比獨立的電池包又高了不少。
還有一個容易被忽視的缺點，那就是電芯散熱和防止熱擴(kuò)散。傳統(tǒng)電池組中，電芯經(jīng)過多級分裝，散熱問題可在多個環(huán)節(jié)中分散解決，而在CTC技術(shù)中，電芯直接抱團(tuán)，對整體的熱管理也提出了更高的要求。
站在消費(fèi)者的立場來說，CTC技術(shù)最直觀的缺點就是手中的這輛車很可能變成一次性用品，一旦撞了或損壞，最佳方案不是維修，而是換車。這樣一來，很可能導(dǎo)致其保險費(fèi)用大幅上漲，畢竟羊毛都是出在羊身上的。
04
頭部新能源車企CTC技術(shù)有何差異？
CTC技術(shù)作為未來的發(fā)展趨勢，并非零跑汽車一家獨有，特斯拉在2020年就發(fā)布了整包封裝技術(shù)CTC解決方案，而比亞迪也發(fā)布了與之類似的CTB電池車身一體化技術(shù)，那么，這三家車企的電池底盤一體化技術(shù)有何差異呢？
首先，在集成和裝配方式上，特斯拉CTC方案中直接將電芯或模組安裝在底盤上，電池包上蓋板集成了地板和座椅支架，前后一體化壓鑄車身底盤中間無橫梁，電池包結(jié)構(gòu)本身做了很強(qiáng)的橫向力學(xué)強(qiáng)化，側(cè)向受力和彎矩全由電池包承擔(dān)，側(cè)向預(yù)留空間較大，以泡沫塑料填充；與特斯拉CTC類似，比亞迪CTB方案中獨立電池包集成了地板功能，但提供側(cè)向強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)剛度的橫向鋼梁還留在車上，而非結(jié)合到電池上蓋板中，側(cè)面預(yù)留空間比特斯拉CTC方案??；零跑CTC方案是將電池直接集成在底盤上，利用車身部件密封電池，沒有傳統(tǒng)電池包概念，把電池與底盤融為一體，該結(jié)構(gòu)更極致緊湊，集成度更高，技術(shù)更先進(jìn)，對制造工藝的要求也更高，還大大增強(qiáng)了車身扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度，同時也能減少車身異響與震動，提升車輛NVH性能。
零跑CTC方案示意圖，圖片來源：零跑汽車
其次，在空間利用率方面，特斯拉CTC和比亞迪CTB技術(shù)路線對車內(nèi)乘客垂直空間均有提升，但由于電池包上部要做加強(qiáng)或緩沖設(shè)計，同樣邊界條件下，電池布局空間會降低。零跑CTC方案中由于無獨立電池包，因此車內(nèi)乘客垂直空間和電池布局空間都有提升。同時，三種方案對車身性能均有影響，其中特斯拉CTC技術(shù)使車身結(jié)構(gòu)剛性更強(qiáng)，散熱較好；比亞迪CTB技術(shù)側(cè)向強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)剛度更高，可拆卸性更強(qiáng)，但散熱效果不如特斯拉CTC方案；零跑CTC技術(shù)電池下托盤與車身門檻和橫梁有著更緊密、更牢固的連接，與車身電池艙形成高剛性的腔體結(jié)構(gòu)，大大增強(qiáng)了車身扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度。車身剛度越強(qiáng)，車身耐久性、整車操控性和安全性也越強(qiáng)，同時也能減少車身異響與震動，提升車輛NVH性能。最后，在可維修度方面，特斯拉CTC方案中因電池包集成了地板和座椅橫梁功能，因此維修起來相對復(fù)雜，需要先拆內(nèi)飾，再拆PACK，且無法實現(xiàn)換電；比亞迪CTB方案中電池維修起來相對簡單，僅拆除PACK單獨維修即可，保留換電可能性；零跑CTC方案中，電池托盤可單獨拆卸維修，也比較方便，零跑克服了難度和挑戰(zhàn)，率先實現(xiàn)量產(chǎn)。
零跑CTC雙骨架環(huán)形梁式結(jié)構(gòu)，圖片來源：零跑汽車
綜合來看，三家車企相關(guān)技術(shù)的本質(zhì)區(qū)別在于技術(shù)思路不同，特斯拉CTC和比亞迪CTB技術(shù)兩者本質(zhì)上是以CTP技術(shù)為基礎(chǔ)的拓展，保留了獨立電池包形態(tài)，簡化車身與電池包集成部件的結(jié)構(gòu)。零跑CTC技術(shù)的本質(zhì)是去除了電池包概念，實現(xiàn)無電池包化，應(yīng)用了CTC雙骨架環(huán)形梁式結(jié)構(gòu)，將電池骨架結(jié)構(gòu)和底盤車身結(jié)構(gòu)合二為一，既是車身底盤結(jié)構(gòu)又是電池結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)效率更高。這也是零跑CTC與比亞迪CTB、特斯拉CTC最大的區(qū)別，真正體現(xiàn)整車一體化架構(gòu)的概念。
05
CTC加速產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)，未來誰能掌握更多話語權(quán)？
三家車企的電池底盤一體化技術(shù)路線雖然有些許差異，但從車企規(guī)劃下一代產(chǎn)品來看，高度集成的電動化平臺以及動力電池大模組/無模組，甚至直接集成到底盤的方案應(yīng)用將成為趨勢。
由于CTC方案從電池系統(tǒng)集成的角度進(jìn)一步加深了電池系統(tǒng)與電動車動力系統(tǒng)、底盤的集成，用較少零部件數(shù)量，提升生產(chǎn)效率。因此，業(yè)內(nèi)認(rèn)為，隨著該方案大規(guī)模應(yīng)用，新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈分工將有所改變。
國海證券在相關(guān)研報中指出，未來CTC產(chǎn)業(yè)趨勢將呈現(xiàn)如下三個方面：一、具備技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢的主機(jī)廠將掌控更多CTC主導(dǎo)權(quán)；二、以輕資產(chǎn)運(yùn)營的主機(jī)廠將交由第三方主導(dǎo)CTC開發(fā)；三、第三方主導(dǎo)CTC開發(fā)場景下電池企業(yè)和底盤供應(yīng)商將展開競爭合作，此時產(chǎn)業(yè)鏈上的底盤系統(tǒng)集成、電池系統(tǒng)、熱管理、線控等領(lǐng)域的供應(yīng)商將受益。
零跑汽車作為造車新勢力第一梯隊車企之一，此次提出的CTC方案相對來說更具前瞻性，未來也將在這一領(lǐng)域擁有更多主導(dǎo)權(quán)。當(dāng)然，作為一家還處于成長階段的整車企業(yè)，零跑汽車對動力電池的更新迭代，背后離不開其所一貫秉承的創(chuàng)新精神。
對于創(chuàng)新，零跑汽車董事長朱江明曾提出：“零跑的創(chuàng)新一定要基于電動車和燃油車的差異去創(chuàng)新，而不是盲目地去搞創(chuàng)新?！眲恿﹄姵刈鳛殡妱榆嚺c燃油車最核心的差異點之一，存在諸多待優(yōu)化項。早在2016年，朱江明從手機(jī)電池由分離式變成機(jī)身一體化中獲取靈感，和團(tuán)隊開始著手研發(fā)電池底盤一體化集成技術(shù)。經(jīng)過多年研發(fā)，零跑CTC方案經(jīng)過了CTP方案階段和工程實踐階段驗證，于今年正式進(jìn)入量產(chǎn)階段，零跑C01正是全球首款搭載無電池包CTC技術(shù)的電動轎車。
在研發(fā)方面，零跑汽車一向堅持核心零部件全域自研，業(yè)內(nèi)人士分析，零跑CTC技術(shù)的發(fā)布及量產(chǎn)，不僅代表著零跑汽車7年來全域自研的最高水準(zhǔn)，也將推動全球動力電池向3.0時代加速邁進(jìn)。
來源：賢集網(wǎng)
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