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零跑首发CTC,或与滑板底盘擦出火花

发布时间:2022-05-17浏览次数:43作者:COSMO
日前,零跑汽车正式对外发布其智能动力CTC电池底盘一体化技术,并宣布将在旗下中大型轿车零跑C01上率先量产应用,这意味零跑汽车将成为国内首家量产CTC电池底盘一体化技术的车企。

实际上,在零跑汽车之前,特斯拉CEO马斯克在2020年9月的特斯拉电池日上发布了结构性电池(structural battery),即CTC电池车身一体化技术;2021年7月,在沃尔沃和大众集团举办的战略发展大会上,两家传统车企巨头都不约而同地提及CTC。动力电池企业宁德时代此前也表示正在加快CTC技术的攻关研究,并计划于2025年前后推出第四代高度集成化的CTC电池系统。

  • 什么是CTC?

CTC为“cell to chassis”的英文缩写,从单个英文单词来看,“cell”指电池单体,“chassis”为底盘,“to”则表示将电池电芯直接集成到整车底盘上。所以CTC技术,即指将电池、底盘和下车身进行集成设计的技术。

在CTC技术发布会上,零跑科技董事长朱江明提到,早在2016年,其亲眼见证了智能手机由可拆卸电池,迅速迭代为集成式电池的整个过程,因此旗下动力电池团队以智能手机的集成式电池设计为灵感,开始着手研发CTC底盘一体化技术,经过6年攻坚克难,才得以成功推出。

图片来源:零跑汽车

据零跑科技电池产品线总经理宋忆宁介绍,零跑智能动力CTC技术通过重新设计电池承载托盘,使整个下车体底盘结构与电池托盘结构耦合,创新了安装工艺,真正做到了Less is more。

这里需要指出的是,从结构上来看,零跑的CTC电池底盘一体化技术是将省去上盖板的电池模组集成至底盘上,与特斯拉直接将电池电芯集成至底盘上的方式相比,还存在一定的差异。

从零跑汽车官方给出的应用效果来看,在空间方面,CTC技术通过取消电池上部结构,减少冗余的结构设计,整车垂直空间增加10mm,电池布置空间增加14.5%。

在续航上,相比传统方案,CTC电池底盘一体化技术具备更好的气密性,可以提升电池保温性能、电池可布置空间等。同时,在AI BMS大数据电池管理系统的加持下,综合提升整车续航里程10%。

在性能方面,CTC技术可以为整车带来扭转刚度提升25%,轻量化系数达到2.4,提升20%。车身扭转刚度越高,抵御共振能力就越强,意味着整车能够拥有更好的驾控性能,更快的底盘响应效率,NVH性能也能就此提升。

零跑汽车CTC技术对整车性能的提升是否真如官方所言?相信很快就会有答案。根据零跑汽车最新消息,搭载CTC技术的零跑C01将在5月首发亮相并开启预售,按照规划将在今年8月正式上市。

  • 为何都在追求CTC?

如文章开篇所述,近年来,不少车企和动力电池企业均在加大对CTC技术的布局,背后原因还是离不开新能源汽车的核心竞争力——续航里程,而这又与电池容量、电池能量密度等息息相关。

国海证券研报显示,动力电池体系的创新主要体现在电池材料和系统结构两方面,目前固态电池、碳硅负极等新材料距离大规模应用落地还有一定距离。电池材料的创新及新材料落地应用趋缓,电池单体能量密度在短期内难有大幅提升。

因此,短期内提升新能源汽车产品竞争力的重任就落到了电池系统结构的身上。

图片来源:悠跑科技微信公众号

据了解,在新能源汽车动力电池的系统结构中,最为普遍的是采用“电芯+模组+整包”的三级Pack结构,即业界所说的动力电池1.0时代。这种通过层层分级,再由电池管理系统对动力电池进行管理的方式,具有标准化模组结构性强,模组通用性强,售后维修方便等优点;但也存在着动力电池占用面积过大、标准化模组受限于模块化的电量和电压平台无法随意配组等问题。

为了让有限的汽车空间能承载更多电池,同时还不增加整体重量,以CTP(Cell to Pack)无模组技术为代表的动力电池2.0时代正在加速到来。据悉,CTP技术通过将电芯直接集成到电池包(Pack),减少电池模组相关的零部件,可提升成组效率和空间利用率,实现降本增效。

早在2019年,宁德时代就率先推出适用于乘用车的第一代CTP电池技术(Cell To Pack)。据官方介绍,相比于传统电池包,CTP电池包可以使体积利用率提升15%-20%,生产效率提升50%,可大大降低动力电池的制造成本。随后,比亚迪的刀片电池、蜂巢能源的短刀电池均采用了去模组的CTP技术。而宁德时代通过不断的技术迭代,已经推出了第三代CTP技术,内部称其为麒麟电池。

目前,市面上已有部分车型应用了CTP无模组技术,如国产特斯拉Model 3、蔚来ES6、小鹏P7等。在新能源汽车正处于从动力电池1.0时代向CTP无模组技术快速导入的当下,零跑CTC电池底盘一体化技术的推出,可谓将动力电池系统结构直接推进了3.0时代。

有车企研发人员指出,和CTP无模组技术相比,CTC技术最直观的优势是进一步简化了零件数量,而更少的零件能够帮助车企简化生产步骤、提升效率、降低成本。

天风证券观点认为,CTC技术是未来电动汽车电池技术的重要发展方向。随着电动汽车对于便捷性、轻量化的要求提升,CTC将逐渐成为技术研发和应用的重要方向。

CTC与滑板底盘?

在最初听到将电池、底盘和下车身进行集成设计之时,相信不少人会联想到近期大火的滑板底盘。

据了解,滑板式底盘是一种专门为电动车设计的一体化底盘架构,可将刹车、悬架、电动传动系统和电池等部件提前整合在底盘上。基于此,车企可以根据市场需求快速打造不同车型,还可以将其开放授权给第三方使用。

而CTC技术就是将电芯直接排布在底盘之中,成为底盘的一部分。

零跑汽车电池产品线总经理宋忆宁指出,CTC技术和传统电动车电池包的结构是完全不同的,最大的难点是既要集成化,又要相对模块化,为了解决这一矛盾点,零跑研发团队通过CTC双骨架环形梁式结构,将电池骨架结构和底盘车身结构合二为一,既是车身底盘结构又是电池结构,整体结构效率更高。

也就是说,CTC技术让电芯不再仅仅是存储和释放能量的单元,而且还是整车结构件的一部分。那么,在整车设计时,就需要考虑电芯作为结构件的承载载荷问题。

图片来源:悠跑科技微信公众号

滑板底盘初创公司悠跑科技曾表示,从车体结构上来说,滑板底盘相比传统的承载式车身,更适合CTC技术。因为滑板底盘整体架构跟非承载式车身的大梁底盘很相似,它拥有一套独立的车架,来承托电驱系统、电池、悬架、热管理系统和电子电气架构。这也就意味着滑板底盘有着独立的结构和强度,所以在设计时,电芯虽然作为结构件,并不要承载太多的载荷。

此外,该公司还指出,未来的CTC将不仅是单纯的电池集成,而是融合了三电系统的动力域、热管理、电子电气及智驾等系统的高度模块化的集成体,这一理念与滑板底盘十分契合。

作为国内第一批“吃螃蟹的人”,零跑汽车自研的CTC电池底盘一体化技术是动力电池系统结构的一大进步,而零跑C01的上市将成为CTC技术的首次商业化落地。可以想见的是,随着智能化、电动化的加速渗透,未来留给CTC技术的想象空间还很大,滑板底盘就是其中之一。

科斯莫(上海)商贸有限公司

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