特斯拉帶隊(duì)，這些車企想要干掉電池包

頭部的新動(dòng)力轎車中，特斯拉早在2020年的電池日活動(dòng)上就講解了CTC技能，以為這項(xiàng)技能能夠省掉370個(gè)車身零部件，減輕10%的車身重量，而另一個(gè)頭部玩家比亞迪也在今年發(fā)布了CTB技能(本質(zhì)上仍然為CTC技能)。

▲特斯拉展現(xiàn)CTC技能

動(dòng)力電池行業(yè)的頭部玩家寧德年代也活躍開展CTC技能，前華為智能轎車解決方BU智能車控范疇總經(jīng)理蔡建永加入了寧德年代將會(huì)全力推進(jìn)CTC電池底盤一體化事務(wù)。

而國(guó)內(nèi)的新造車企業(yè)零跑也在4月份正式對(duì)外公布了其CTC技能，可將其首款轎車C01的續(xù)航提高到700公里以上。

此外，哪吒、群眾、沃爾沃等車企都將會(huì)在CTC技能方法發(fā)力，哪吒轎車更是清晰了要在下一年推出這一產(chǎn)品。

從這些車企的動(dòng)作來(lái)看，CTC技能無(wú)疑現(xiàn)已成為了今年動(dòng)力電池范疇最熱的論題之一了。

新動(dòng)力轎車開展到現(xiàn)在，動(dòng)力電池的開展現(xiàn)已到了天花板，急需破局之道。從化學(xué)材料上來(lái)看，三元鋰電池的天花板逐漸顯現(xiàn)，而固態(tài)電池間隔量產(chǎn)仍然有很長(zhǎng)的路途要走。

在這種狀況之下，特斯拉、比亞迪這樣的新動(dòng)力轎車行業(yè)巨頭和寧德年代這樣的動(dòng)力電池大佬都開端在電池的封裝技能層面做布局。

從許多車企和電池企業(yè)的動(dòng)作來(lái)看，現(xiàn)在新動(dòng)力轎車范疇頭部的車企都現(xiàn)已加入了CTC大軍，在能夠預(yù)見的未來(lái)，這一技能或?qū)⒊蔀槭滓膭?dòng)力電池封裝技能。

那么，CTC技能的首要難點(diǎn)是什么?首要分為哪些技能路徑?現(xiàn)在現(xiàn)已發(fā)布的車企首要選用了哪些路徑?

01.

車身結(jié)構(gòu)需重新規(guī)劃集成電芯也有難度

首要咱們先簡(jiǎn)略地了解一下CTC技能，其全稱為CelltoChassis，即電芯究竟盤。字面意思了解，便是把電芯直接放置到車輛底盤中，差異于此前底盤和電池包別離的規(guī)劃。

而之所以這么做，首要是為了經(jīng)過提高空間利用率的方法提高電池的能量密度。將電芯直接集成究竟盤之后，能夠節(jié)約許多的材料，相應(yīng)地?cái)U(kuò)展了可裝置電芯的體積，車企經(jīng)過添加更多的電芯，添加體積能量密度，從而完結(jié)更長(zhǎng)的續(xù)航表現(xiàn)。

另一方面，因?yàn)楣?jié)約了比較多的材料，也降低了動(dòng)力電池的本錢。

從上面的描述來(lái)看，CTC技能確實(shí)存在許多長(zhǎng)處，但現(xiàn)在還沒有大規(guī)劃量產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)也說明晰這項(xiàng)技能還存在必定的難度。

全體來(lái)看，CTC技能存在多個(gè)核心技能點(diǎn)。

首要，CelltoChassis意味著傳統(tǒng)的車輛底盤結(jié)構(gòu)需求做出必定的改動(dòng)。

一位車身工程師告訴車東西，為了節(jié)約本錢，大多數(shù)車企會(huì)從供貨商處直接拿電池包，然后依據(jù)電池包來(lái)規(guī)劃車身結(jié)構(gòu)。

車身、電池包和底盤構(gòu)成一個(gè)三明治結(jié)構(gòu)，電池包處在車身和底盤之間，也便是說，電池包一直處在車身結(jié)構(gòu)的維護(hù)之中，不會(huì)直接接受外部碰擊。

而CTC技能則將電芯直接集成到了車輛底盤上，電池包成為底盤的一部分，車廂內(nèi)部底板擔(dān)當(dāng)了傳統(tǒng)電池包的上蓋，電芯和下托盤被塞進(jìn)了車身里，讓電池包也成為車身受力結(jié)構(gòu)之一。

▲零跑轎車發(fā)布的CTC技能

這讓傳統(tǒng)的車身和電池包分隔規(guī)劃的方法不再適用，車身規(guī)劃師從一開端規(guī)劃車身時(shí)就要考慮究竟盤電芯的布局狀況，這對(duì)大部分車身規(guī)劃師來(lái)說都是一個(gè)不小的檢測(cè)。

另一方面，CTC技能也給車身規(guī)劃的靈活性造成了必定的影響，關(guān)于規(guī)劃比較大的車企來(lái)說，它們都會(huì)規(guī)劃一個(gè)通用的轎車渠道，能夠延伸出各種車型，而在電池方面做的改動(dòng)也便是拉長(zhǎng)縮短等操作。

但選用了CTC技能之后，在車身結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的時(shí)分，會(huì)導(dǎo)致底盤的電池結(jié)構(gòu)也發(fā)生改動(dòng)，最終導(dǎo)致規(guī)劃本錢的添加。

更重要的是，電芯和車身底盤集成在一同之后，維修的本錢和技能難度也會(huì)隨之提高。

從這點(diǎn)來(lái)看，CTC最關(guān)鍵的技能之一的便是車身結(jié)構(gòu)的規(guī)劃。

接著讓咱們把目光放到電池包自身，CTC技能非常重要的一個(gè)要素便是完全撤銷了模組和Pack，直接將電芯集成究竟盤里面。

▲特斯拉CTC技能

這也意味著車輛底盤內(nèi)需求直接鋪上電芯，而沒有了模組和PACK結(jié)構(gòu)的維護(hù)，就需求對(duì)電芯做好絕緣支撐。

除了電芯方面所必需的一些規(guī)劃，電池?zé)徂k理等方面也需求進(jìn)行更新規(guī)劃。

電芯和電芯直接排列在一同，意味著一旦一個(gè)電芯發(fā)生熱失控，就很簡(jiǎn)單傳導(dǎo)到臨近的電芯，從而導(dǎo)致整個(gè)電池的熱失控。

在規(guī)劃的時(shí)分就需求考慮水冷板究竟放在什么方位以及泄壓閥怎樣規(guī)劃，這些問題直接關(guān)系到車輛和乘客的安全，所以這方面的規(guī)劃一點(diǎn)點(diǎn)大意不得。而整個(gè)電池包的BMS規(guī)劃也非常重要。

全體來(lái)看，如果想要選用CTC技能，那么對(duì)車身的結(jié)構(gòu)規(guī)劃和電池包的規(guī)劃都會(huì)出產(chǎn)必定的影響，這些首要難點(diǎn)也就成為CTC技能最關(guān)鍵的地方。

02.

分為兩種途徑均已到達(dá)量產(chǎn)前夜

現(xiàn)在來(lái)看，CTC技能還比較新，也只需少數(shù)幾家車企展現(xiàn)了自己的計(jì)劃和產(chǎn)品，大多數(shù)車企還沒有產(chǎn)品展出。

從現(xiàn)已發(fā)布的產(chǎn)品來(lái)看，CTC技能首要有兩種表現(xiàn)方法。一種是現(xiàn)在多個(gè)車企選用的方法——將電芯直接集成到車輛底盤中。

這一方法有點(diǎn)挨近智能手機(jī)范疇的開展思路：從最開端電池可拆卸轉(zhuǎn)變成為電池一體化規(guī)劃。

詳細(xì)來(lái)看，車企直接撤銷了電池包的上板結(jié)構(gòu)，或者說將車輛內(nèi)底板作為電池組的上板結(jié)構(gòu)，然后將電芯布置在托盤上，將托盤和車身內(nèi)底板組合在一同，構(gòu)成新的車身結(jié)構(gòu)。

▲特斯拉電池專利截圖

車輛的座椅能夠直接裝置在電池包上方，進(jìn)一步擴(kuò)展車身的空間結(jié)構(gòu)，而在電池布局上也能夠添加更多的電芯，續(xù)航也能夠因此完結(jié)提高。

那么，這種方法是怎樣應(yīng)對(duì)技能上的難題呢?這方面不同車企的戰(zhàn)略有所不同，在車身結(jié)構(gòu)方面，特斯拉選用了前后一體式壓鑄技能更改了車身結(jié)構(gòu)，前后兩個(gè)大件能夠直接拼接成車輛底盤，能夠提早把底盤的空間預(yù)留好，為電芯集成做好準(zhǔn)備。

而比亞迪也選用了全新的車型渠道e3.0，盡管還不清楚比亞迪是怎樣做的，但在新的車型渠道也必定會(huì)對(duì)車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。

散熱方面，現(xiàn)在大多還選用的水冷板散熱，特斯拉的計(jì)劃中，水冷板是放在電芯的正上方，這樣便利隔絕電芯的熱量不會(huì)上傳到駕駛艙，而電池包的泄壓閥則在電芯下方，進(jìn)一步保證了電池包的安全性。而電芯之間則選用了低密度的膠，降低了彼此之間熱傳導(dǎo)的危險(xiǎn)。

零跑的計(jì)劃中則在電芯下方選用了水冷板、隔熱層，而在電芯的上面相同也選用了隔熱層，防止熱量上升到座艙內(nèi)部。

另一種是滑板底盤，一同涵蓋了CTC技能、線控技能等，將車輛底盤的行進(jìn)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與車輛的乘員艙完全解耦，底盤和車體直接獨(dú)立。

車東西此前從前觀看過悠跑科技所規(guī)劃的滑板底盤，經(jīng)過遙控裝置，車輛底盤能夠自如完結(jié)前進(jìn)撤退，甚至是自動(dòng)泊車的一系列指令。

▲悠跑科技UP超級(jí)底盤

這一規(guī)劃方法類似于燃油車年代的非承載式結(jié)構(gòu)，底盤和車身別離規(guī)劃。但不同的是，這種滑板底盤的才能愈加強(qiáng)大，能夠說是車輛的靈魂所在。

只需底盤和車身達(dá)成一致的通訊協(xié)議，就能夠依據(jù)滑板底盤制作各種車型。

得益于此前的非承載式車身結(jié)構(gòu)規(guī)劃經(jīng)驗(yàn)，選用滑板地板之后并不需求花費(fèi)過多精力進(jìn)行車身的重新規(guī)劃，簡(jiǎn)直能夠照搬此前的非承載式車身規(guī)劃計(jì)劃。

電池包結(jié)構(gòu)和散熱關(guān)于滑板底盤來(lái)說尤為關(guān)鍵，LucidCEO兼CTOPeterRawlinson從前解讀過怎樣對(duì)滑板底盤進(jìn)行安全維護(hù)和散熱。他以為電池組與車輛的車身外殼結(jié)合，本就能夠添加轎車的結(jié)構(gòu)剛度，使轎車更便于操作，穩(wěn)定了轎車尾部碰撞緩沖區(qū)的中央結(jié)構(gòu)，吸收能量，維護(hù)乘客不受碰撞，一同也能維護(hù)電池。

而Lucid的計(jì)劃中，電芯基本上是倒置裝置的，電池向下散熱，一同還有一層額定的冷卻劑。

不過，現(xiàn)在這一技能也沒有完結(jié)大規(guī)劃量產(chǎn)，頭部企業(yè)Rivian和Lucid現(xiàn)在正處在產(chǎn)能爬坡階段，遲遲未能完結(jié)大規(guī)劃交付。除此之外，其他滑板底盤企業(yè)均未完結(jié)量產(chǎn)。

▲電動(dòng)R1T皮卡

全體來(lái)看，將電芯直接集成究竟盤里現(xiàn)已成為車企之間共同的選擇了。因此，現(xiàn)在在CTC技能方面發(fā)力的車企也顯著增多了。

特斯拉、比亞迪、零跑現(xiàn)已發(fā)布過了自己的CTC計(jì)劃，群眾和沃爾沃也在2021年就現(xiàn)已提出了CTC計(jì)劃，未來(lái)也將會(huì)投入量產(chǎn)，而哪吒轎車也在其電池共享會(huì)上表明將會(huì)在下一年推出CTC技能。

在電池企業(yè)方面，寧德年代早在2020年8月份就提出了要開展CTC技能，現(xiàn)在還迎來(lái)了華為車BU高管的加盟，其量產(chǎn)產(chǎn)品應(yīng)該也會(huì)很快露臉。

此外，其他的動(dòng)力電池企業(yè)如蜂巢動(dòng)力等也現(xiàn)已加速了這方面的布局。

現(xiàn)在來(lái)看，CTC技能或許真的能夠成為電池技能的一個(gè)重要打破點(diǎn)，關(guān)于緩解續(xù)航焦慮，提高電池安全性來(lái)說都非常重要。

03.

三家車企現(xiàn)已發(fā)布首要戰(zhàn)略較為類似

盡管現(xiàn)已有多家車企公布了自己的CTC計(jì)劃，但現(xiàn)階段來(lái)看，只需特斯拉、比亞迪和零跑進(jìn)行了產(chǎn)品發(fā)布，并且現(xiàn)已有許多產(chǎn)品圖了。

從產(chǎn)品規(guī)劃方面來(lái)看，這三家車企都是選擇上述的第一種方法，直接選用了CTC技能。不過，從規(guī)劃細(xì)節(jié)上來(lái)看的話，這三家企業(yè)的戰(zhàn)略上也存在一些不同之處。

下面首要從結(jié)構(gòu)、電芯集成和制作工藝三個(gè)方面對(duì)特斯拉、比亞迪和零跑的計(jì)劃進(jìn)行比照。

從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，特斯拉或許是做出改動(dòng)最完全的企業(yè)。依據(jù)特斯拉柏林工廠和得州工廠流出來(lái)的圖片來(lái)看，其CTC技能完全打通了電池包和車廂的聯(lián)系。

▲特斯拉座椅直接裝置在電池上

電池包上方設(shè)有一根橫梁，前排座椅直接裝置到了橫梁上，而后排的固定結(jié)構(gòu)則與電池包無(wú)關(guān)。

這樣一來(lái)，前排兩個(gè)座椅的下壓力直接由電池包接受，一同前排乘客和后排乘客的腳部方位的力也直接由電池包接受。

比亞迪和零跑的計(jì)劃則比較挨近。零跑轎車在發(fā)布會(huì)上展現(xiàn)的圖片顯示，其CTC計(jì)劃在本來(lái)的車輛底盤上仍然保留了車身上的骨架環(huán)形梁式結(jié)構(gòu)。

▲零跑CTC技能展現(xiàn)

電池包的上板直接和底盤的結(jié)構(gòu)梁焊接在了一同，相當(dāng)于既是車廂的底板又是電池的上板結(jié)構(gòu)。車輛座椅則直接裝置到了車身的結(jié)構(gòu)梁上。電池包則只承當(dāng)了前后排乘客腳步空間的力。

從曝光的圖片來(lái)看，比亞迪和零跑的規(guī)劃非常類似，也將車廂的底板和電池的上板結(jié)構(gòu)合二為一，座椅的規(guī)劃計(jì)劃也比較類似。

▲比亞迪CTB技能

盡管特斯拉、比亞迪和零跑的計(jì)劃略有不同，但這些計(jì)劃之間并沒有好壞之分。

在這些計(jì)劃中，車內(nèi)乘客間隔電芯都只隔了一個(gè)電池上板結(jié)構(gòu)，因此，這三家車企都需求做緩沖規(guī)劃，避免車主大力踩底板時(shí)直接壓到電芯，削減不必要的費(fèi)事。

另一方面，在電芯上方添加隔熱材料也非常必要，這樣能夠避免發(fā)生熱失控之后，熱量在第一時(shí)間傳遞到乘客艙。

車身結(jié)構(gòu)之外，電芯集成也是非常關(guān)鍵的一點(diǎn)，這也是三家車企不同最大的地方。

仍是先從特斯拉看起，關(guān)于特斯拉的電芯現(xiàn)已非常清晰了，無(wú)論是柏林工廠展現(xiàn)的圖片仍是得州工廠展現(xiàn)的圖片，其CTC技能都和4680電芯嚴(yán)密相連。

▲特斯拉底盤布滿了4680電池

特斯拉首要經(jīng)過4680電芯在底盤上進(jìn)行排列組合，內(nèi)部沒有模組，一眼看過去全是鱗次櫛比的4680電芯。依據(jù)特斯拉展現(xiàn)的圖片來(lái)看，一列約有34個(gè)，總共分為24列，中間有水冷板進(jìn)行散熱。

從這點(diǎn)來(lái)看，特斯拉真實(shí)遵循了CelltoChassis。

現(xiàn)在比亞迪還沒有曝光過CTC電池的內(nèi)部圖片，但依據(jù)此前海豚電池包的規(guī)劃，能夠猜想其做法與特斯拉類似，選用了刀片電池直接集成究竟盤的方法。

與特斯拉的圓柱電池不同，比亞迪的刀片電池更長(zhǎng)，簡(jiǎn)直橫貫車身，并且在CTP年代就現(xiàn)已撤銷了模組，現(xiàn)在很有或許會(huì)直接選用刀片電池集成究竟盤。

▲比亞迪刀片電池

而零跑的做法則略有不同。從結(jié)構(gòu)圖上來(lái)看，零跑的CTC選用了模組集成究竟盤中的方法，選用了7個(gè)大模組，這樣節(jié)約的零部件數(shù)量有限，空間利用率并沒有達(dá)到最好。

所以從這點(diǎn)來(lái)看，零跑的戰(zhàn)略更像是MTC，而不是CTC。

▲零跑CTC技能仍然有電池模組

不過這也跟零跑轎車沒有參與電芯開發(fā)分不開，比亞迪一直都在選用自己的電芯，特斯拉最近也在活躍出產(chǎn)4680電芯，自產(chǎn)電芯的好處便是這兩家企業(yè)在開發(fā)CTC的時(shí)分能夠提早依據(jù)自己的電芯規(guī)范來(lái)開發(fā)。

關(guān)于零跑來(lái)說，現(xiàn)在并沒有自產(chǎn)電芯的才能，首要仍是從供貨商處購(gòu)買電芯，直接集成模組則愈加高效快捷。

而從制作工藝上來(lái)看，特斯拉改造了制作工藝，選用了前后一體壓鑄技能，與CTC技能起了相得益彰的作用，能夠更高效地制作車身，而比亞迪和零跑方面在車身制作工藝上并沒有太大的改動(dòng)，在未來(lái)也有或許會(huì)引入一體壓鑄技能。

全體來(lái)看，特斯拉和比亞迪的CTC方面，無(wú)論從結(jié)構(gòu)上，仍是從全體規(guī)劃上，都愈加完全，而零跑并不具備電芯集成的才能，還有很大的提高空間。

但這三家車企都現(xiàn)已邁出了關(guān)鍵的一步，信任之后還會(huì)有更多車企加入到這一隊(duì)伍。

04.

結(jié)語(yǔ)：電池技能改造火燒眉毛

在現(xiàn)在的新動(dòng)力轎車范疇，動(dòng)力電池仍然是非常重要的一個(gè)零部件，甚至決議了一輛電動(dòng)轎車的下限。但現(xiàn)在其開展遇到了必定的瓶頸，始終無(wú)法進(jìn)一步打破。

車企和電池轎車首要從兩個(gè)方面來(lái)尋覓解決計(jì)劃，一是從化學(xué)系統(tǒng)方面入手，研制新的化學(xué)系統(tǒng)，研制固態(tài)電池等方法，但進(jìn)展并不顯著。

另一種方法便是經(jīng)過改善封裝工藝，在單位體積內(nèi)塞入更多的電芯。在這條路徑上，車企和電池企業(yè)推出了CTP技能，即celltoPack，撤銷電池模組;現(xiàn)階段又推出了CTC技能。

但這關(guān)于現(xiàn)在的電池行業(yè)來(lái)說還不行，在原材料價(jià)格繼續(xù)瘋漲的狀況下，還需求推進(jìn)電池技能的改造。車東西作者：Juice

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特斯拉電池包

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