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    • 01. CTC电芯底盘一体化是什么?
    • 02. 零跑CTC,打了个“擦边球”?
    • 03. 写在最后
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这家公司竟把电池和底盘融为一体了?!国产电动车即将“卷”赢特斯拉?

2022/04/29
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大家好,我是电动车公社的社长。

早在2020年特斯拉电池日上,特斯拉就公布了4680电芯+CTC电池车身一体化技术方案。而今年2月,特斯拉柏林工厂那边曝出一组新款Model Y的照片,算是让人真正见到了CTC的庐山真面目:工程师直接把4680电芯,大胆“塞”到了座椅底下!

看到这套“激进”的设计方案,我认识的不少媒体朋友都惊掉了下巴:“这要是自燃了,人怕不是要‘原地升天’了。这种玩命的行为,估计只有特斯拉能干出来吧!”

但,还记得那个曾经放出豪言“三年内超越特斯拉”的男人吗?

他就是零跑汽车的老板,朱江明。

就在前几天,零跑正式发布了CTC电芯底盘一体化解决方案。

这项堪称革命性的电池技术,将搭载在零跑最新发布的中大型纯电动轿车零跑C01上,不出意外的话,零跑C01将在今年8月份上市。

虽然,我们还不知道搭载4680+CTC的特斯拉Model Y何时量产,零跑C01也还没正式量产呢,所以零跑充其量只能算赢了90%。

但似乎,零跑已经按捺不住激动的心情,开始提前举杯庆祝了。自豪的喊出了,“零跑是第一个量产CTC的车企”,是第一批“吃螃蟹的人”。

01. CTC电芯底盘一体化是什么?

零跑CTC发布会上,零跑电池产品线总经理宋忆宁是这样评价CTC的:“CTC技术是整个电动车行业一次巨大的变革和创新。”

这句话乍一听像是在吹牛,但实际上,有不少行业内对这个观点是持认同态度的,甚至有人认为,CTC的确算得上是动力电池系统结构优化的终极方案了。

至于为什么CTC会被行业捧得如此之高?首先我们要先简单了解一下什么是CTC。

最近几年,电池进步的方向,基本原则就是在保证安全的前提下,尽可能的提升能量密度。

实现目标的方法大体上可以分成两条技术路线,一是聚焦化学层面,使用更先进、能量密度更高的电池化学材料,电池能量密度自然就高了;二是聚焦结构设计,在有限的空间里,想方设法的多装一些电池。

在化学这条路线上,有不少业内人士称,三元和磷酸铁锂这两种电池体系已经接近瓶颈了,想大幅提升能量密度是非常困难。估计下一次革命,要等到固态电池大规模普及了。

既然化学这条路不太好走,那只好在结构设计这条路上下功夫了。这也是为什么这几年刀片电池、麒麟电池、CTP、CTC等新名词层出不穷,这些技术本质上都是为了给电池“抠”出更多可利用的空间,只是每个玩家的“抠”法不同而已。

所谓的CTC,其实就是“cell to chassis”的缩写,即电芯集成到底盘。

传统的汽车用动力电池,基本上都是把几块电芯往模组里装,再把几块模组装到一个大电池包里,组成一整块电池。之所以需要用模组和电池包,主要是因为早期电芯制造工艺并没有现在这么成熟,一致性问题很大。

如果电芯一致性不好的话,电量少的那块电芯就会成为类似MOBA游戏中的“坑队友”的存在,不但会让整块动力电池发电量降低,自己还会发烫发热,说不定什么时候就炸了。

使用模组,就相当于先把几块小电芯“绑”成了一个“大电芯”,再让“大电芯”互相之间保证相对电量统一,这样就可以一定程度上缓解电芯不一致的问题了。

不过,这么做的缺点就是电池整体空间利用率低,毕竟模组和电池包都有相当多的结构件嘛,这些结构件并不能发电。

其实,很多电池工程师早就看这些没什么卵用的结构件不爽了,这些结构件都换成电池该多好!

好在,近几年电池生产工艺有了大幅提升,电芯一致性比之前好了不少,有不少厂家开始放开手脚,想办法去掉这些结构件了。

打个不太严谨的比喻,电芯-模组-电池包就相当于工位-办公室-公司,而模组和电池包的结构件就相当于隔断墙。

公司早期人员扩充,员工素质参差不齐,有努力干活的,也有划水摸鱼的。这时候最好安排几个办公室,把这两类员工放在一个屋子里,让干活的人带带不干活的人,顺便监督一下。每个办公室都能稳定干活,这个公司才能运转起来。

经过一段时间之后,员工素质提上来一些了,都能自觉干活了,这时公司就可以考虑拆掉办公室的隔断墙,这样就可以多摆几个工位。

所谓的CTP,即直接把电芯放进电池包里,其实和拆除办公室隔断墙是一个道理。

那么再进一步,CTC,即直接把电芯集成到底盘里,就好比连公司的固定工位都不要了,直接让公司员工在自由办公区里随时随地办公,这样就可以招更多的人。

当然,想要实现这样的办公模式,一是员工素质必须够高,二是公司领导得足够开放,敢于打破传统的办公思路。

所以说,想要实现动力电池CTC,电芯的一致性必须足够高。同时,车企需要打破旧的电池系统结构,大胆的重新设计。

02. 零跑CTC,打了个“擦边球”?

说完了什么是CTC,我们来看看零跑具体是怎么实现CTC的。

从零跑发布会上公布的信息来看,零跑的CTC系统由车身、电池、托盘3部分组成,这么一看,的确结构是比较简单的。

一般传统的电动汽车,电池都是通过机械连接外挂在底盘上的。

而零跑的CTC系统,利用承载式车身底盘的纵梁和横梁取代了原先电池包的结构件,让电池的上表面骨架结构和底盘骨架结构共用了,零跑官方称之为“双骨架环形梁式结构”。

可以说,电池的上表面,就是底盘。

而电池的下表面,由电池托盘来将电池固定在底盘上,这一点和传统方案基本一致。

零跑官方称,通过CTC技术可以有效消除电池包与车身之间的安装间隙,让零部件减少25%,电池仓空间利用率提升5%。

记得2020年7月份,国产特斯拉Model 3标续版从LG三元电池换成宁德时代磷酸铁锂电池的时候,有不少人就在抱怨,座舱垂直高度变高了,车内空间变小了,开轿车有种在开SUV的感觉,稍微高一点人的坐进去甚至会顶脑袋。

毕竟用能量密度更低的磷酸铁锂电池,还要实现和之前一样的续航,就不得不把电池包做厚一些。这也是为什么很多短轴距,且续航还说得过去的电动车,都看起来有种“胖胖的”感觉,比如小鹏P5。

零跑宣称,CTC技术加持后,座舱垂直空间将增加10mm。额......说实话,10mm的距离也就普通人指甲盖那么长,对于车内空间不太敏感的人,可能体会不出来区别。

除此之外,续航还能增加10%。但有一说一,这个提升相比当年宁德时代推出CTP技术来说,不太明显。

值得一提的是,零跑在发布会之前,就已经上传了CTC技术的专利。

从专利中可以看出,零跑的CTC方案,是先用电芯形成模组,再将模组集成到底盘上的,而不是像特斯拉一样,将电芯“一股脑”的扔进底盘里。

所以严格意义上来说,零跑的CTC方案相当于只去掉了电池包环节,属于模组集成底盘,并不属于纯粹的CTC技术,算是打了个“擦边球”。

如果硬要起个新名词,可以叫“MTC”(Module To Chassis)。

至于零跑为什么要采用带模组的CTC,我咨询了一位零跑的工程师小哥,他回复称:“零跑的集成式大模组其实结构上已经做成和无模组差不多了,如果把零跑的设计方式放到电池托盘上去焊接则可以称为无模组。”

“采用有模组的方案,主要是考虑到不改变目前的产线结构,整车装配环节与以前是基本一致的,而且还便于维修。其实对于零跑来说,有无模组只是生产工艺顺序的区别。”

不过,对于零跑没有用无模组,我在知乎上还看到过另一种观点。

想要做纯粹的CTC,最终电池系统设计的话语权一定要掌握在车企手里,而电池企业是需要遵循车企的设计思路的,毕竟这里面CTC技术中,底盘是核心。

为什么不止有松下,国内很多电池厂比如亿纬锂能、比克等等,都在跟随特斯拉的脚步,布局4680大圆柱电芯?要知道,电池企业想要新开一条电池产线,需要付出高昂的成本作为代价。

有什么能让电池企业乖乖向车企“服软”,当然是品牌和销量。毕竟车卖出去了,电池企业才能赚到钱。这敢投4680大圆柱电芯产线的电芯企业,必然是相信特斯拉的。

但相比之下,零跑要做CTC,就做不到像特斯拉一样,让电池企业按照零跑的要求,单开几条产线了。毕竟从品牌影响力来说,零跑与特斯拉相比还需要进一步提升,未来销量高低还有很大的变数,电池企业往往是不敢承受这样的风险的。

一项新的电池技术想要大规模应用,必然离不开谈安全。

这一点,零跑也确实也有所考虑,总不能开个车每次都心惊胆战的吧。

于是,零跑对CTC电池做了5米高空跌落、加热、挤压、海水浸泡、火烧等试验,发布会上称这些试验都可以通过。

理论上来说,去掉电池的上顶盖,替换成底盘的一部分,会一定程度上会影响密封性,需要加装强有力的隔热层。不然的话,如果电池真的发生热失控,火要烧到驾驶舱大概率会比传统的电池方案要更快。

不过,发布会上并没有透露更多关于CTC安全性相关的其他细节。

所以,我只好再去问一下工程师小哥,零跑CTC方案中,高温气体排出的气道、电池降温用的液体管路是如何布局的?

工程师小哥的回复也是比较随性:“模组内和模组外都有布局。”

好吧,这个问题只好等有过段时间我再深挖一下,研究透彻之后,再跟大家交流了。

总的来说,CTC究竟安全不安全,还是得等到市场上应用CTC技术的电动车有足够多的量,过个一年两年的时间,再经过几次碰撞事故之后才能摸清楚。

03. 写在最后

发布会的最后,朱江明宣布,零跑将对CTC技术免费开放共享。

“新技术不应是壁垒,而是带动产业向上突破的阶梯。新能源汽车的发展,我们不能闭门造车,行业的崛起也不是一家一人的事。交流,互联才是中国汽车赶超全球的关键。”

说实话,听到朱江明的这番话,看到这里时我的心情还是有些激动的。

但我后来仔细想了想,之前曾曝出过CTC字眼的车企,比如特斯拉和比亚迪,他们和零跑有个共同的特点,很重视自研。自研程度相对低的车企,即使拿到了零跑的方案,也不一定能搞出来CTC。

零跑对CTC技术免费开放共享这件事本身,宣传意义也许大于实际意义。

不过这不重要,至少零跑第一个站出来了,说明CTC即将脱离“纸上谈兵”这个阶段。

新技术往往就是这样,从0到1相对艰难,而从1到无穷,往往比我们想象来的更快。

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零跑汽车

零跑汽车

零跑汽车是浙江零跑科技股份有限公司旗下的科技型智能电动汽车品牌,成立于2015年12月24日。自成立以来,零跑汽车始终坚持核心技术的自主研发。成功自研智能动力、智能网联、智能驾驶三大核心技术,是拥有智能电动汽车完整自主研发能力以及掌握核心技术的整车厂家。

零跑汽车是浙江零跑科技股份有限公司旗下的科技型智能电动汽车品牌,成立于2015年12月24日。自成立以来,零跑汽车始终坚持核心技术的自主研发。成功自研智能动力、智能网联、智能驾驶三大核心技术,是拥有智能电动汽车完整自主研发能力以及掌握核心技术的整车厂家。收起

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