文|智駕網(wǎng) 黃華丹
零跑率先發(fā)布CTC技術(shù)著實(shí)有些黑馬的味道。
畢竟，一直以來，幾乎所有的聚光燈都打在特斯拉和比亞迪身上。
當(dāng)然，“寧王”也表示要做CTC，但是要到2025年才會(huì)正式發(fā)布。
如果不是死磕CTC技術(shù)的原定義Cell to Chasis，零跑說自己是國(guó)內(nèi)首家，確實(shí)沒毛病。
而將于5月正式上市的零跑C01拿下全球首款搭載CTC技術(shù)的量產(chǎn)轎車這個(gè)名號(hào)，也可謂名副其實(shí)。
我們知道，特斯拉最先采用4680電池和CTC技術(shù)的車型是最新款的Model Y，而Model Y是款SUV。而且，這還是大家的猜測(cè)，而且，人家暫時(shí)也就是先交付了幾輛給自己的員工。
不過，此處還是要加一個(gè)小小的“但是”。
如果嚴(yán)格定義的話，零跑的CTC其實(shí)并不真的算CTC，而應(yīng)該算MTC，即Module to Chassis。
從零跑官方發(fā)布的圖片可以看出，零跑集成到底盤的并不像特斯拉那樣直接是一個(gè)個(gè)電芯，而是做了一定集成的模組。
也就是說，由于還是對(duì)電芯做了一定的包覆，因而，從空間釋放效率、集成度、成本優(yōu)勢(shì)、配件冗余等方面來看，與特斯拉的CTC相比，還是有一定損失。這個(gè)后面我們來具體解讀。
好處是，這種集成方式更易于量產(chǎn)，且維修的便利性也更好。應(yīng)該說，在真正走向CTC的路上，這算是一種折中的方式。
但這并不影響零跑的自研CTC技術(shù)確實(shí)是一大突破的事實(shí)。
01 關(guān)于CTC技術(shù)
CTC是Cell to Chassis的縮寫，即電芯直接集成到車輛底盤上，俗稱底盤電池技術(shù)。
為什么要研發(fā)CTC？簡(jiǎn)單而言當(dāng)然是為了增加續(xù)航里程，以及，降低成本。
傳統(tǒng)的技術(shù)是要將電芯先集成模組，模組集合成電池包，最終電池包再安裝到底盤上。
目前采用的最多的CTP方案則是省略了模組的步驟，將電芯直接集合成電池包安裝到底盤上。
在電池組裝工藝中，省略一個(gè)步驟就能有效減少所用的零部件數(shù)量和工作量。
據(jù)寧德時(shí)代官方介紹，CTP電池由于省去了電池模組，相比于傳統(tǒng)電池包，可以使體積利用率提升15％－20％，零件數(shù)量減少40％，生產(chǎn)效率提升50％并降低動(dòng)力電池的制造成本。
零跑的方案是省略了電池包的步驟，將電芯集合成模組后，直接集成到車輛底盤上。
CTC則跳過了中間兩個(gè)步驟，將電芯直接集成到底盤上。這可以有效實(shí)現(xiàn)集成化和模塊化，同時(shí)大大簡(jiǎn)化總裝工藝并降低成本。在同樣的空間裝入更多的電池，而在裝載電量不變的情況下則可有效縮減電池所占空間。
以零跑官方發(fā)布的數(shù)據(jù)為例，采用CTC電池底盤一體化技術(shù)可使零部件數(shù)量減少20%，結(jié)構(gòu)件成本減低15%，同時(shí)空間增加14.5%。
而且，由于消除了電池包與車身之間的安裝間隙，車身垂直空間增加10mm，可以使用戶享受更舒適的高度空間。
而特斯拉則表示，在搭配使用一體式壓鑄車身后，可實(shí)現(xiàn)減重10%，續(xù)航增加14%，車身部件則能減少370個(gè)之多。
當(dāng)然，說完了好處，CTC的缺點(diǎn)也顯而易見。
首先，由于高度集成，在維修便利性上就形成了挑戰(zhàn)。一旦出現(xiàn)問題就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電池報(bào)廢，維修成本高昂。進(jìn)而也就導(dǎo)致保費(fèi)高漲。
同時(shí)，電芯作為結(jié)構(gòu)件的一部分需要承載載荷，就涉及到了電芯的強(qiáng)度以及考慮電芯與上下結(jié)構(gòu)件的固定方式，以應(yīng)對(duì)更為苛刻的剪切力。
此外，由于電芯與電芯之距離很小，一旦其中一個(gè)電芯發(fā)生熱失控就會(huì)造成嚴(yán)重的后果。
雖然有些問題幾乎無法解決，比如說維修成本，但量產(chǎn)前，技術(shù)上需要做到的是能使發(fā)生問題的概率降到最低，盡可能地提高CTC的安全性。這也是CTC技術(shù)遲遲難以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的主要原因了。
同時(shí)，由于電池同時(shí)參與車身結(jié)構(gòu)，零跑認(rèn)為CTC技術(shù)能使其車身扭轉(zhuǎn)剛度提高25%。
02 零跑與特斯拉的CTC安裝技術(shù)
我們先來看一下特斯拉的CTC技術(shù)方案。
這是特斯拉柏林超級(jí)工廠展示的CTC電池方案。這張圖相信很多人都很熟悉?？吹贸觯厮估苯影?680圓柱形電芯排列在底盤上，電池艙前后直接連接起兩個(gè)車身大型鑄件，座艙地板沒有了，以電池上蓋代替，座椅則直接安裝在電池上蓋上。
這是特斯拉在本月的德州超級(jí)工廠技術(shù)展上展示的CTC方案，在電芯排列上有一些區(qū)別，但總體方案還是將電芯直接排列在底盤上，以電池上蓋代替座艙地板。我們后面再來看具體的區(qū)別。
以下再來看看零跑的CTC方案。
零跑對(duì)其電池結(jié)構(gòu)的描述是雙骨架環(huán)形梁式結(jié)構(gòu)。從零跑發(fā)布的資料來看，零跑有效利用了車身的縱梁、橫梁形成完整的密封結(jié)構(gòu)，其車身結(jié)構(gòu)梁與電池托盤共同形成多個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)，固定電池組，有效提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使安全性更高。
當(dāng)然，從零跑發(fā)布的結(jié)構(gòu)圖中可以看出，其與特斯拉最大的區(qū)別在于零跑集成到底盤上的并不是直接的電芯，而是經(jīng)過整合的模組。
這樣做的好處是更容易實(shí)現(xiàn)，且維修相對(duì)容易。缺點(diǎn)則是在空間節(jié)約、電池集成度、成本優(yōu)勢(shì)、減少零部件量等方面還沒有做到極致。
以及，由于缺少傳統(tǒng)的電池包上蓋，對(duì)乘員艙防熱失控的設(shè)計(jì)要求更高。
03 特斯拉CTC技術(shù)的安全措施
前面說過，CTC技術(shù)由于電芯間間距很小，對(duì)預(yù)防熱失控的要求更高。除了電芯自身的性能，在組裝時(shí)也需要采取相應(yīng)的措施。
特斯拉通過工廠參觀、技術(shù)日等活動(dòng)展示過其以CTC方式集成的一體化底盤，我們可以大致來看一看特斯拉是如何盡可能保證CTC安全性的。
從圖片上可以看出，每?jī)膳烹娦局g放置有單根蛇形管，可對(duì)電芯的側(cè)面進(jìn)行冷卻，其方向是垂直于行車方向，即沿車身寬度方向。這樣做的好處是可以縮短蛇形管的長(zhǎng)度，減少流阻，增加冷卻均勻性。
但在德州超級(jí)工廠的技術(shù)展示日上展示的CTC一體化底盤上，電芯的布局又發(fā)生了變化，蛇形管是沿行車方向的，采用了雙向冷管設(shè)計(jì)。
從馬斯克之前的采訪中可以看出，電芯在箱體中的固定應(yīng)該是用的某種膠，其特性是粘性強(qiáng)，且具備良好的阻燃性。也就是說，這種膠一方面可以提供熱保護(hù)，另一方面可以為電芯提供結(jié)構(gòu)性支撐。
由于單個(gè)電芯所承受的電流增大，特斯拉在CTC方案中將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。
在熱失控管理方面，CTC 方案在電池包一側(cè)配置了 8 個(gè)泄壓閥。此外，四角還有一個(gè)黑色加一個(gè)白色的結(jié)構(gòu)，應(yīng)該是用于防冷凝水和熱失控的。
上蓋集成體是原電池包上蓋和車身地板的集合體。從圖片上看，應(yīng)該是5個(gè)拼接件的集成。座椅的承載件和上蓋之間加了一層橫向布置的結(jié)構(gòu)件，也可以增強(qiáng)車輛對(duì)橫向碰撞的抗性。
特斯拉的CTC屬于承載式車身技術(shù)路線，是電池框架與下車體，即門檻梁、縱梁、橫梁、地板等的集成。這點(diǎn)與零跑是一致的。
而零跑在安全性上表示，其CTC技術(shù)經(jīng)過超30項(xiàng)試驗(yàn)，其中8項(xiàng)遠(yuǎn)超國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，包括加熱熱失控、IPX8防水試驗(yàn)、5米高空跌落試驗(yàn)、擠壓試驗(yàn)等，確保安全可靠。
但如前所屬，CTC的安全性除了電池包本身的性能，很大程度上還取決于其工程組裝結(jié)構(gòu)上的考量。零跑表示會(huì)開放其CTC技術(shù)，我們也期待能看到更多的細(xì)節(jié)發(fā)布。
此外，零跑表示，其在軟件上采用了AI BMS大數(shù)據(jù)智能電池管理系統(tǒng)，車端BMS實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，云端電池大數(shù)據(jù)管理，并通過AI深度學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)車端云端全時(shí)主動(dòng)守護(hù)，可在電池安全、電池壽命、電池性能層面實(shí)現(xiàn)全方位的提升。
04 CTC的其他參與者們
此外，比亞迪和寧德時(shí)代也是備受關(guān)注的CTC技術(shù)參與者。
比亞迪的刀片電池目前采用的還是CTP模式，但據(jù)稱其e3.0平臺(tái)后續(xù)也將采用CTC模式，而海豹?jiǎng)t將成為比亞迪首款搭載CTC技術(shù)的車型。
刀片電池是指第一尺寸在600mm-2500mm的電芯，通過陣列的方式排布在一起，就像刀片一樣插入到電池包里面。
一方面可提高動(dòng)力電池包的空間利用率、增加能量密度；另一方面能保證電芯具有足夠大的散熱面積，將內(nèi)部的熱量傳導(dǎo)至外部，從而匹配較高的能量密度。
比亞迪刀片電池不會(huì)自燃的原因，簡(jiǎn)單來說，一是電芯變長(zhǎng)變薄，表面積也隨之增大，電芯的散熱效率提升，電池包整體散熱性更好；二是刀片電池電極短路之后的回路更長(zhǎng)，熱量不容易聚集。
有不少業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，比亞迪的刀片電池比特斯拉的4680更靠譜。
而此前，寧德時(shí)代中國(guó)區(qū)乘用車解決方案部總裁項(xiàng)延火在第十屆全球新能源汽車大會(huì)上透露，寧德時(shí)代將于2025年正式推出高度集成化的CTC電池技術(shù)。
寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群也曾在2020年就表過態(tài)：寧德時(shí)代CTC技術(shù)將使新能源汽車成本可以直接和燃油車競(jìng)爭(zhēng)，乘坐空間更大，底盤通過性變好。
雖然寧德時(shí)代沒有明說，但一體化電動(dòng)底盤研制項(xiàng)目應(yīng)該就是指的CTC方案。
此外，大眾、沃爾沃以及眾多新能源汽車品牌也在開發(fā)CTC技術(shù)。
特斯拉表示其做CTC方案的靈感來源于航空航天領(lǐng)域?qū)⑷剂舷淙谟跈C(jī)翼一體，而不是另做燃料箱這一創(chuàng)新。
零跑則表示，其是從手機(jī)電池由分離式變成機(jī)身一體化獲得的靈感。
靈感這種東西，畢竟只是個(gè)由頭，關(guān)鍵是最終展現(xiàn)的成品。
就其成果而言，零跑的這次搶跑，著實(shí)有些亮眼。