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零跑首發CTC,或與滑板底盤擦出火花
2022-04-28 15:38:17   來源:第一壓鑄網   

    日前,零跑汽車正式對外發布其智能動力CTC電池底盤一體化技術,并宣布將在旗下中大型轎車零跑C01上率先量產應用,這意味零跑汽車將成為國內首家量產CTC電池底盤一體化技術的車企。

實際上,在零跑汽車之前,特斯拉CEO馬斯克在2020年9月的特斯拉電池日上發布了結構性電池(structural battery),即CTC電池車身一體化技術;2021年7月,在沃爾沃和大眾集團舉辦的戰略發展大會上,兩家傳統車企巨頭都不約而同地提及CTC。動力電池企業寧德時代此前也表示正在加快CTC技術的攻關研究,并計劃于2025年前后推出第四代高度集成化的CTC電池系統。

什么是CTC?

CTC為“cell to chassis”的英文縮寫,從單個英文單詞來看,“cell”指電池單體,“chassis”為底盤,“to”則表示將電池電芯直接集成到整車底盤上。所以CTC技術,即指將電池、底盤和下車身進行集成設計的技術。

在CTC技術發布會上,零跑科技董事長朱江明提到,早在2016年,其親眼見證了智能手機由可拆卸電池,迅速迭代為集成式電池的整個過程,因此旗下動力電池團隊以智能手機的集成式電池設計為靈感,開始著手研發CTC底盤一體化技術,經過6年攻堅克難,才得以成功推出。

零跑首發CTC,或與滑板底盤擦出火花

圖片來源:零跑汽車

據零跑科技電池產品線總經理宋憶寧介紹,零跑智能動力CTC技術通過重新設計電池承載托盤,使整個下車體底盤結構與電池托盤結構耦合,創新了安裝工藝,真正做到了Less is more。

這里需要指出的是,從結構上來看,零跑的CTC電池底盤一體化技術是將省去上蓋板的電池模組集成至底盤上,與特斯拉直接將電池電芯集成至底盤上的方式相比,還存在一定的差異。

從零跑汽車官方給出的應用效果來看,在空間方面,CTC技術通過取消電池上部結構,減少冗余的結構設計,整車垂直空間增加10mm,電池布置空間增加14.5%。

在續航上,相比傳統方案,CTC電池底盤一體化技術具備更好的氣密性,可以提升電池保溫性能、電池可布置空間等。同時,在AI BMS大數據電池管理系統的加持下,綜合提升整車續航里程10%。

在性能方面,CTC技術可以為整車帶來扭轉剛度提升25%,輕量化系數達到2.4,提升20%。車身扭轉剛度越高,抵御共振能力就越強,意味著整車能夠擁有更好的駕控性能,更快的底盤響應效率,NVH性能也能就此提升。

零跑汽車CTC技術對整車性能的提升是否真如官方所言?相信很快就會有答案。根據零跑汽車最新消息,搭載CTC技術的零跑C01將在5月首發亮相并開啟預售,按照規劃將在今年8月正式上市。

為何都在追求CTC?

如文章開篇所述,近年來,不少車企和動力電池企業均在加大對CTC技術的布局,背后原因還是離不開新能源汽車的核心競爭力——續航里程,而這又與電池容量、電池能量密度等息息相關。

國海證券研報顯示,動力電池體系的創新主要體現在電池材料和系統結構兩方面,目前固態電池、碳硅負極等新材料距離大規模應用落地還有一定距離。電池材料的創新及新材料落地應用趨緩,電池單體能量密度在短期內難有大幅提升。

因此,短期內提升新能源汽車產品競爭力的重任就落到了電池系統結構的身上。

零跑首發CTC,或與滑板底盤擦出火花

圖片來源:悠跑科技微信公眾號

據了解,在新能源汽車動力電池的系統結構中,最為普遍的是采用“電芯+模組+整包”的三級Pack結構,即業界所說的動力電池1.0時代。這種通過層層分級,再由電池管理系統對動力電池進行管理的方式,具有標準化模組結構性強,模組通用性強,售后維修方便等優點;但也存在著動力電池占用面積過大、標準化模組受限于模塊化的電量和電壓平臺無法隨意配組等問題。

為了讓有限的汽車空間能承載更多電池,同時還不增加整體重量,以CTP(Cell to Pack)無模組技術為代表的動力電池2.0時代正在加速到來。據悉,CTP技術通過將電芯直接集成到電池包(Pack),減少電池模組相關的零部件,可提升成組效率和空間利用率,實現降本增效。

早在2019年,寧德時代就率先推出適用于乘用車的第一代CTP電池技術(Cell To Pack)。據官方介紹,相比于傳統電池包,CTP電池包可以使體積利用率提升15%-20%,生產效率提升50%,可大大降低動力電池的制造成本。隨后,比亞迪的刀片電池、蜂巢能源的短刀電池均采用了去模組的CTP技術。而寧德時代通過不斷的技術迭代,已經推出了第三代CTP技術,內部稱其為麒麟電池。

目前,市面上已有部分車型應用了CTP無模組技術,如國產特斯拉Model 3、蔚來ES6、小鵬P7等。在新能源汽車正處于從動力電池1.0時代向CTP無模組技術快速導入的當下,零跑CTC電池底盤一體化技術的推出,可謂將動力電池系統結構直接推進了3.0時代。

有車企研發人員指出,和CTP無模組技術相比,CTC技術最直觀的優勢是進一步簡化了零件數量,而更少的零件能夠幫助車企簡化生產步驟、提升效率、降低成本。

天風證券觀點認為,CTC技術是未來電動汽車電池技術的重要發展方向。隨著電動汽車對于便捷性、輕量化的要求提升,CTC將逐漸成為技術研發和應用的重要方向。

CTC與滑板底盤?

在最初聽到將電池、底盤和下車身進行集成設計之時,相信不少人會聯想到近期大火的滑板底盤。

據了解,滑板式底盤是一種專門為電動車設計的一體化底盤架構,可將剎車、懸架、電動傳動系統和電池等部件提前整合在底盤上;诖,車企可以根據市場需求快速打造不同車型,還可以將其開放授權給第三方使用。

而CTC技術就是將電芯直接排布在底盤之中,成為底盤的一部分。

零跑汽車電池產品線總經理宋憶寧指出,CTC技術和傳統電動車電池包的結構是完全不同的,最大的難點是既要集成化,又要相對模塊化,為了解決這一矛盾點,零跑研發團隊通過CTC雙骨架環形梁式結構,將電池骨架結構和底盤車身結構合二為一,既是車身底盤結構又是電池結構,整體結構效率更高。

也就是說,CTC技術讓電芯不再僅僅是存儲和釋放能量的單元,而且還是整車結構件的一部分。那么,在整車設計時,就需要考慮電芯作為結構件的承載載荷問題。

零跑首發CTC,或與滑板底盤擦出火花

圖片來源:悠跑科技微信公眾號

滑板底盤初創公司悠跑科技曾表示,從車體結構上來說,滑板底盤相比傳統的承載式車身,更適合CTC技術。因為滑板底盤整體架構跟非承載式車身的大梁底盤很相似,它擁有一套獨立的車架,來承托電驅系統、電池、懸架、熱管理系統和電子電氣架構。這需也就意味著滑板底盤有著獨立的結構和強度,所以在設計時,電芯雖然作為結構件,并不要承載太多的載荷。

此外,該公司還指出,未來的CTC將不僅是單純的電池集成,而是融合了三電系統的動力域、熱管理、電子電氣及智駕等系統的高度模塊化的集成體,這一理念與滑板底盤十分契合。

作為國內第一批“吃螃蟹的人”,零跑汽車自研的CTC電池底盤一體化技術是動力電池系統結構的一大進步,而零跑C01的上市將成為CTC技術的首次商業化落地?梢韵胍姷氖,隨著智能化、電動化的加速滲透,未來留給CTC技術的想象空間還很大,滑板底盤就是其中之一。


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