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CTC是什么技術(shù)？

【太平洋汽車前沿科技原創(chuàng)】

隨著電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，電池技術(shù)也在不斷突破，比如比亞迪刀片電池、固態(tài)電池、換電技術(shù)等等。在不久的將來，另一項(xiàng)非常創(chuàng)新的技術(shù)出現(xiàn)在視野中，而這項(xiàng)技術(shù)就是CTC電池底盤一體化技術(shù)。這個(gè)技術(shù)到底行不行？是雞肋的存在還是新機(jī)會(huì)的出現(xiàn)？我們一起聊聊吧。

什么是CTC電池底盤一體化技術(shù)？

簡單總結(jié)，就是把電池直接集成到車輛底盤的過程。它進(jìn)一步加深了電池系統(tǒng)與電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)和底盤的集成，減少了零件數(shù)量，節(jié)省了空間，提高了結(jié)構(gòu)效率，并大大減輕了車輛重量，增加了電池壽命。被認(rèn)為是決定下一階段新能源汽車競爭成敗的關(guān)鍵核心技術(shù)。

簡單來說，CTC電池底盤集成技術(shù)就是將電池集成到底盤中，使其成為車輛底盤的一部分。

為了實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)，不僅僅是將電池單元集成到底部托盤中，而是主要通過以下階段來集成電池系統(tǒng)：

第一階段，CTM(Cell to Module):最初的新能源產(chǎn)業(yè)，希望把電池單體標(biāo)準(zhǔn)化，然后用規(guī)模化來降低成本。然而，各種型號(hào)的不同需求使得電池制造商很難統(tǒng)一電池單元尺寸，然后退而求其次的是將電池系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化為模塊。在過去的幾年中，電池系統(tǒng)集成的焦點(diǎn)是不斷提高標(biāo)準(zhǔn)化電池模塊的尺寸，例如典型的590模塊。

第二階段，CTP (Cell to Pack): CTP是將電芯直接集成到電池組中，有效提高了電池組的空間利用率和能量密度。目前，當(dāng)代安培科技有限公司、比亞迪、蜂巢能源都有自己的CTP方案。眾所周知的比亞迪刀片電池采用CTP技術(shù)。

第三階段，CTC(Cell to Chassis):進(jìn)化到CTC階段，不僅需要電池重排，還需要電驅(qū)動(dòng)的電控系統(tǒng)，使電池、電機(jī)、電控、車載充電器、底盤高度集成，通過智能功率域控制器優(yōu)化功率分配，降低能耗。這就對(duì)整個(gè)制造鏈條要求極高，要求主機(jī)廠和電池供應(yīng)商具備多項(xiàng)跨領(lǐng)域能力：大部分車企必須具備電芯設(shè)計(jì)和三電系統(tǒng)高度集成的能力，電池企業(yè)需要設(shè)計(jì)電機(jī)和底盤。目前，國內(nèi)的零跑和海外的特斯拉已經(jīng)率先公布了CTC方案，比亞迪、當(dāng)代安培科技有限公司等。都在加速布局。

CTC技術(shù)就是直接跳過所有中間環(huán)節(jié)，直接將電芯與底盤結(jié)合，將電機(jī)、電控等核心部件集成在一起。

CTC技術(shù)有哪些優(yōu)勢(shì)？

首先適應(yīng)性強(qiáng)，與整車匹配度提高，可以快速靈活批量生產(chǎn)。其次，底盤高度集成化和模塊化，可以跨平臺(tái)適應(yīng)未來所有級(jí)別和類型的車輛。同時(shí)，也正是因?yàn)楦叨鹊募苫湍K化，更好地簡化了零部件數(shù)量和生產(chǎn)步驟，在降低成本的同時(shí)增加了電池容量和續(xù)航里程。

高度集成是CTC技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)，可以更好地優(yōu)化零部件和生產(chǎn)步驟，降低生產(chǎn)成本，提高電池容量。

CTC技術(shù)沒有劣勢(shì)嗎？

當(dāng)然有。首先，換電是不可能的。目前國家有換電模式的政策，各大廠商陸續(xù)推出支持換電的品牌和型號(hào)。然而，CTC技術(shù)將電池與底盤集成在一起，因此使用CTC方案的車輛將無法適應(yīng)電力交換和能量補(bǔ)充。

其次，從維護(hù)的角度進(jìn)行分析。由于采用CTC方案的車輛的電池組和底盤是整體設(shè)計(jì)的，當(dāng)車輛底盤區(qū)域發(fā)生碰撞變形時(shí)，維修方案會(huì)涉及更多的整體結(jié)構(gòu)件，成本也會(huì)增加。

CTC不僅是一個(gè)優(yōu)勢(shì)，也是一個(gè)無法解決根本問題

零車在4月份發(fā)布了自己的CTC方案，這次發(fā)布的CTC方案并不是業(yè)界最激進(jìn)的“電池-底盤”，而是“電池-模塊-底盤”的一套模式。與前者相比，零跑方案的模塊更多，但相同的是也省略了電池組?？傮w而言，它更像是一個(gè)試探性的過渡方案。但從結(jié)果來看，零跑CTC方案有效提升了車輛的綜合性能。

零運(yùn)行方案并沒有保存模塊，更像是從CTP到CTC的過渡方案。但即便如此，還是值得我們稱贊的。敢于邁出第一步，是一種極大的勇氣和魄力。

該方案創(chuàng)新應(yīng)用了CTC雙骨架環(huán)梁結(jié)構(gòu)，將電池骨架結(jié)構(gòu)和底盤車身結(jié)構(gòu)合二為一，既是底盤結(jié)構(gòu)又是電池結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)效率更高。其次是氣密性，電池密封是通過車身的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)的。CTC技術(shù)借用了底盤的基本結(jié)構(gòu)，利用車體的縱梁和橫梁形成完整的密封結(jié)構(gòu)。和傳統(tǒng)汽車相比，這絕對(duì)是一個(gè)很大的創(chuàng)新。

同時(shí)，根據(jù)零跑官方數(shù)據(jù)，這種CTC方案減少了20%的零部件數(shù)量，降低了15%的結(jié)構(gòu)件成本，整車剛性得到提升。25%，實(shí)現(xiàn)高度集成化和模塊化。還擁有極強(qiáng)的擴(kuò)展性，可兼容智能化、集成化熱管理系統(tǒng)。未來可兼容800V高壓平臺(tái)，支持400kW超級(jí)快充等。從最終的結(jié)果來看，這套方案也達(dá)到了一定的預(yù)期效果，零件減少、成本降低、續(xù)航增加、強(qiáng)度提升，綜合來看是比較成功的。

　　這套CTC方案將率先應(yīng)用在C01車型上，如果不出意外，零跑C01（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）(參數(shù)|詢價(jià))也將是國內(nèi)第一款搭載CTC技術(shù)的量產(chǎn)車型。

　　從車型的具體表現(xiàn)來看，CTC技術(shù)可以為C01帶來更大電池容量的空間，相比傳統(tǒng)方案電池布置空間增加14.5%，實(shí)現(xiàn)更寬敞的駕乘空間，消除電池包與車身之間的安裝間隙，車身垂直空間增加10mm。

　　其次，CTC技術(shù)增加了電池空間利用率，提升10%續(xù)航的同時(shí)提高電池保溫性能。同時(shí)，采用了AI BMS大數(shù)據(jù)電池管理系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測，這樣基本上杜絕了因?yàn)殡姵鼗蛘唠娦臼бl(fā)的安全問題。特斯拉不光只有CTC技術(shù)

　　特斯拉：CTC方案和一體化壓鑄技術(shù)

　　特斯拉在2020年就發(fā)布了全新的整包封裝技術(shù)CTC，特斯拉的方案是直接將電芯或是模組安裝在底盤上，電池組將作為車身結(jié)構(gòu)的一部分，連接前后兩個(gè)車身大型鑄件，取消原有座艙底板，取代以電池上蓋，座椅直接安裝在電池上蓋上。特斯拉的方案更為直接一些，取消了模組這一環(huán)節(jié)，直接將電芯放置在底盤內(nèi)，并將座椅直接放置在上邊。

　　根據(jù)申請(qǐng)的專利以及公開信息進(jìn)行匯總的話，特斯拉CTC技術(shù)有這樣幾個(gè)特點(diǎn)：

　　1、電池包上蓋與電芯粘接在一起，與座椅等車輛結(jié)構(gòu)件直接連接在一起；

　　2、電芯之間填充樹脂材料，起到熱保護(hù)和結(jié)構(gòu)性支撐的作用；

　　3、把以前的鋁絲連接改為Busbar連接，利用母排引腳將電連接和電池管理系統(tǒng)的采集板直接連接在一起；

　　4、電池包一側(cè)配置了8個(gè)泄壓閥，加強(qiáng)了熱失控管理；

　　特斯拉的這套方案有減少支撐件、減輕整車質(zhì)量、提升整體電池容量等優(yōu)勢(shì)，為車輛降低10%車重，增加14%續(xù)航里程，減少370個(gè)零件，單位成本下降7%，單位投資下降8%，大幅提升汽車生產(chǎn)制造的效率。并且，特斯拉最新的第三代圓柱電池4680電芯和上一代電芯都可以使用這套CTC方案。這套方案通同樣也達(dá)到了減少零件、降低車重、增加續(xù)航的目的，并且制造成本進(jìn)一步降低，整體來看是一套非常成功的設(shè)計(jì)方案。

　　除了CTC方案之外，特斯拉的一體化壓鑄技術(shù)也值得在這里介紹一下，這項(xiàng)技術(shù)是將前車身+底盤電池包+后車身組合成車身。特斯拉的一體壓鑄技術(shù)將大量減少車身零部件、降低車身復(fù)雜度并實(shí)現(xiàn)減重。根據(jù)特斯拉公布的材料，采用一體壓鑄技術(shù)的Model Y（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）(參數(shù)|詢價(jià))可以使下車體總成重量降低30%，制造成本下降40%。同時(shí)，壓鑄成型后的一體式車身無需再進(jìn)行二次熱處理，大幅提高制造效率。一體化壓鑄其實(shí)并不是什么新技術(shù)，但通過與CTC技術(shù)的結(jié)合，可以將制造成本以及車身重量進(jìn)一步壓低。但實(shí)際使用中，如果出現(xiàn)底盤磕碰的現(xiàn)象，那維修費(fèi)用將會(huì)非常非常高。

　　比亞迪：海豹（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）將采用CTB技術(shù)

　　比亞迪在2021年時(shí)推出了全新純電動(dòng)e3.0平臺(tái)，將驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器、減速器、高壓配電箱、逆變器、車載充電器、整車控制器、電池管理系統(tǒng)等8大模塊整合，實(shí)現(xiàn)“八合一”動(dòng)力系統(tǒng)集成。電池依然使用刀片電池，并將整車的驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等功能深度融合。比亞迪全新e3.0平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了“八合一”動(dòng)力系統(tǒng)集成，搭配比亞迪引以為傲的刀片電池，將帶來更好的駕乘體驗(yàn)。

　　5月20日預(yù)售的全新車型海豹將會(huì)基于e3.0平臺(tái)所打造，并且還將會(huì)使用CTB電池車身一體化技術(shù)。簡單來說，海豹就是在“八合一”的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步地將電池做到了車身中，刀片電池把安全和強(qiáng)度融入作為整車的一部分。比亞迪的CTB技術(shù)從結(jié)構(gòu)上來看依然有獨(dú)立的電池包，只是在安裝的時(shí)候?qū)㈦姵匕c車身進(jìn)行硬鏈接，并使用封膠對(duì)其縫隙進(jìn)行封裝，從而達(dá)到一體化的效果。

　　目前比亞迪的這套方案所曝光的資料還不多，從已經(jīng)曝光的圖片來看，比亞迪的CTB電池車身一體化技術(shù)是將車內(nèi)的地板面板與電池包上殼體合二為一，也就是說比亞迪在設(shè)計(jì)制造電池包的時(shí)候，把電池系統(tǒng)作為一個(gè)整體與車身集成，這樣的效果就是電池本身的密封及防水要求可以滿足，電池與成員艙的密封也相對(duì)簡單，整體的風(fēng)險(xiǎn)可控。

　　寧德時(shí)代：加速CTC研發(fā)布局

　　2020年8月，寧德時(shí)代宣布研發(fā)電池底盤一體化新技術(shù)。目前，寧德時(shí)代正在加快CTC的研發(fā)攻關(guān)，并宣布計(jì)劃于2025年左右推出高度集成化的CTC技術(shù)，有望在2028年前后升級(jí)至第五代智能化CTC。寧德時(shí)代目前的CTC技術(shù)目前還屬于攻堅(jiān)階段，并沒有發(fā)布最終的產(chǎn)品，作為電池行業(yè)的龍頭企業(yè)，寧德時(shí)代自然不會(huì)放過CTC技術(shù)這個(gè)風(fēng)口浪尖。

　　據(jù)悉，寧德時(shí)代的集成化CTC技術(shù)不僅會(huì)重新布置電池，還會(huì)納入包括電機(jī)、電控、DC/DC、OBC等動(dòng)力部件。將電芯與車身、底盤、電驅(qū)動(dòng)、熱管理及各類高低壓控制模塊等集成一體，使行駛里程突破1000km。CTC技術(shù)未來發(fā)展如何

　　◆CTC技術(shù)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響

　　對(duì)于整車企業(yè)來說，CTC技術(shù)直接涉及到底盤，這是車企最為關(guān)心的核心部件。因此，擁有更多底盤研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的車企，在未來將會(huì)擁有更多的主導(dǎo)權(quán)，而不具備開發(fā)優(yōu)勢(shì)的車企最終在底盤等硬件環(huán)節(jié)也將喪失主導(dǎo)權(quán)。

　　而對(duì)于電池企業(yè)來說，CTC技術(shù)的應(yīng)用就要求電池制造商從更早的階段就介入車型設(shè)計(jì)中，這就要求電池企業(yè)具備更強(qiáng)的研發(fā)設(shè)計(jì)能力，以便于配合部分主機(jī)廠進(jìn)行深度開發(fā)。預(yù)計(jì)未來將會(huì)出現(xiàn)更多的電池廠與主機(jī)廠的深度合作。CTC技術(shù)的應(yīng)用就意味著車企與電池廠商的結(jié)合將更加緊密，但這之間的主導(dǎo)權(quán)爭奪也自然會(huì)出現(xiàn)，車企與電池廠商都希望按照各自的標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行，而這很可能將關(guān)乎到未來整個(gè)行業(yè)的話語權(quán)。

　　此外，電池企業(yè)缺乏對(duì)車輛底盤的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累，因此在CTC的研發(fā)過程中很可能會(huì)失去對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的主導(dǎo)權(quán)，打破目前電池廠商的強(qiáng)勢(shì)地位。

　　◆CTC技術(shù)與換電技術(shù)誰更符合當(dāng)下發(fā)展？

　　其實(shí)，這個(gè)問題還不好說。

　　在2021年時(shí)，國務(wù)院發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》中，就提出了大力推動(dòng)充換電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。因此目前以北汽新能源、蔚來、寧德時(shí)代、吉利等為首的各大品牌，都相繼推出各自的換電技術(shù)。

　　換電模式最大的優(yōu)勢(shì)就是補(bǔ)能耗時(shí)短，全程僅需數(shù)分鐘。此外，換電模式也使得這一技術(shù)在電池?fù)p耗管理、電池的可迭代性方面具有巨大優(yōu)勢(shì)。因此，換電技術(shù)在業(yè)內(nèi)一直備受關(guān)注。換電目前已經(jīng)成為比較主流的一套電動(dòng)車補(bǔ)能方案，北汽新能源、蔚來、寧德時(shí)代等企業(yè)都開始對(duì)換電進(jìn)行布局。

　　而同樣是在《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》中，也提出了要研發(fā)新一代模塊化高性能整車平臺(tái)，攻關(guān)純電動(dòng)汽車底盤一體化設(shè)計(jì)、多能源動(dòng)力系統(tǒng)集成技術(shù)。

　　不同于換電，CTC技術(shù)則是向著另一個(gè)方向發(fā)展，相比較于換電技術(shù)，CTC技術(shù)則在降低成本、提高續(xù)航以及輕量化方面有著較大的優(yōu)勢(shì)，這也就使得各大廠商也愿意在CTC技術(shù)上進(jìn)行布局。而CTC技術(shù)相較于換電則沒有那么靈活，但成本低、增加續(xù)航以及車輛輕量化則是換電所不具備的優(yōu)勢(shì)。

　　總的來說，目前兩種技術(shù)還都屬于起步階段，并且各自存在其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，這兩種技術(shù)都屬于未來電動(dòng)車發(fā)展的趨勢(shì)之一，只是最終結(jié)果會(huì)傾向于誰，目前下定論還為時(shí)尚早。

　　全文總結(jié)：CTC技術(shù)目前確實(shí)處在風(fēng)口浪尖上，并且也是未來電池技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。以目前的情形來看，海外品牌中只有特斯拉將CTC技術(shù)進(jìn)行了落地，而國內(nèi)也只有零跑以及比亞迪近期會(huì)將這一技術(shù)應(yīng)用到量產(chǎn)車中。并且，這一技術(shù)如果大規(guī)模應(yīng)用，還將對(duì)主機(jī)廠、電池企業(yè)以及整個(gè)供應(yīng)鏈體系提出一套全新的標(biāo)準(zhǔn)。所以，目前想要將這項(xiàng)技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用，可能還需要很長一段時(shí)間。