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    • 01、第一部分 CTC 带来的收益
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Cell to Chassis的应用条件

2020/09/28
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看完 Battery Day 的内容,特别是涉及到电池设计到底盘设计的融合,我觉得这个方向上面是存在很大的距离,想要完成所谓的 CTC Cell to Chassis 的设计是需要有几个先决条件的:

1) 由车企来主导整个 Giga Factory,从电芯生产到纯电动整车生产,并且按照一定的数量,比如 50 万台产能配合单台 80kwh 左右的量(40GWh)这样的最小单元去布置

2) 这种设计,一定是围绕爆款来设计的,其实从 MEB、BEV3、E-TGNA,重点还是各个传统车企并不清楚什么样的车才能达成爆款,所以要在平台上用不同的电量、不同的车身结构和不同的细分市场去实验 3) 足够的稳定性:由于整体的设计迭代,既要符合上面的从电芯到车辆的规格爆款,里面的技术迭代就不能快,不能投了那么多的设备和资金,从电芯的材料体系到尺寸轻易动 因此从 CTC 这种思考,更多的是一种自然演进的过程,而不是你想要降本或者多塞电池的手段,特斯拉能做因为这款采用 CTC 的电动皮卡的热情给带起来了,而且在一个新工厂,新电芯新需求,还有个老板愿意去尝试

01、第一部分 CTC 带来的收益

从直观来说,在传统的底盘设计中加入革命性的因素,核心的价值还是在皮卡需要更多的电池,我们从 BEV3 的皮卡 800V+200kwh 的设计中能看到这方面的诉求。在纯电动皮卡的细分领域,Rivian、福特、通用还有后续 Canoo 这样的公司都在尝试全新的设计。

图 1 在单层结构上层叠 2 层实现的 200kwh 的皮卡电池

图 2 Canoo 的电芯和底盘集成

 

所以这个设计思路,就是从车身结构、底盘和电芯布置上,整体性的进行大的跳跃,看下面这个图,一改之前的大模组的结构,所有的电芯按照矩阵式排列放在下面的托盘上。

图 3 新型电芯搭配的整块设计

从这里可以看到,其实最大的变化,就是里面电芯布置结构的约束变少了,先给你所有的空间用来布置电芯,然后从整体去考虑碰撞、底部保护等,优先是在同等的空间下塞入足够的电芯和足够的能量。在这里空间上的变化最大,中间的梁、两边的梁还有上盖的空间都节约出来了,给你装入足够多的电池。

图 4 电芯式直接整块整合

02、为什么短期内 CTC 很难让人践行

我觉得集成方式的结构,最直接的影响就是生产方式:

1)标准化模组:不管是之前的 390 模组还是目前大家看到的 590 模组和各个其他车企定义的模组尺寸,电芯生产和车辆的工厂是可以分离,产能的匹配在各个地区是可以调节的。

2)CTP 设计:从 CTP 设计的第一阶段,16-24 个电芯做出来的大模组,这个模组的生产方式就已经改变了原有的分工,由于模组的重量还有电压,其实并不特别适合远距离的运输,所以它把 Pack 生产也隐含在了里面。随着 CTP 的减重深入,这个趋势特别明下。

3)如果到了 CTC 阶段:特斯拉整个圆柱电芯都需要在一个底部支撑部件上进行,所有的做完以后直接把这个东西和车体进行整合,来解决结构固定和密封问题,使用车身下地板作为上盖密封,整个电池包也变成了不容易运输的部件,从制造角度,那真的是必须持续有订单,电芯=》底盘直接生产。 而在设计开发里面,我们能看到的好处,就是减重,得到了更多的空间,失去的最大的问题还是灵活性,需要围绕一个车型来布置和优化。这直接带来车企内部组织架构的变化,分工的变化,这方面特斯拉这样随时能调整的企业还是有开先河的资本的。

小结:我觉得这个事情在乘用车的渗透,可能会比想象的更慢,说到底还是赌爆款车型,CTC 技术更像是一种顺势而为的结果而不是用来出爆款车型的手段。

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笔者 朱玉龙,一名汽车行业的工程师,2008年入行,做的是让人看不透的新能源汽车行业。我学的是测试和电路,从汽车电子硬件开始起步,现在在做子系统和产品方面的工作。汽车产业虽然已经被人视为夕阳产业,不过我相信未来衣食住行中的行,汽车仍是实现个人自由的不二工具,愿在汽车电子电气的工程方面耕耘和努力,更愿与同行和感兴趣的朋友分享见解。