解读零跑CTC电池底盘一体化技术,安全与续航能否兼得?

发布网友发布时间：2022-05-01 07:50

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热心网友时间：2022-06-26 08:17

易车原创 随着电动车市场的火爆发展，电池的形态以及装配方式也呈现出五花八门的技术路线，电池种类方面，我们常听到4680电池、刀片电池、固态电池等等；电池的装配方式上也由最初的电芯（Cell）→模组→电池包的形式发展为CTP的大模组形式再到如今我们的主题CTC技术，先不展开说它们到底各自的技术原理和优缺点，但我们可以概括一下这种进化方式的内在逻辑是什么，其实简单来说就是减熵，熵在热力学中代表着一个体系的混乱程度，熵越大，意味着物体内部越混乱；熵越小，意味着物体内部越有序。那么类比到车辆这个体系来说，降低混乱度就是未来发展的趋势。

说到这你可能还是不理解，那么我简单举几个例子，原先车内的设计是追求豪华与用料的考究，如今智能电动车则装个Pad就搞定，怎么简约怎么来；原先车内复杂的物理按键密密麻麻，如今语音交流就能实现大部分功能；原先特斯拉的后车体有70多个零部件，运用一体压铸技术后直接缩减到1个，大大降低成本并提升装配效率。怎么样是不是悟出一个道理，大道至简？没错，现如今车辆的设计越发符合事物的发展规律而不是一味的堆料，如何满足功能性和易用性的同时降本增效才是重点。

那么此次正逢零跑汽车带来了他们的CTC电池底盘一体化技术分享会，我们就来好好聊聊这个技术到底如何？能否满足电动车安全性的同时提升续航里程，实现全方位的技术进步。

01 零跑CTC技术解析

零跑CTC（cell -to -chassis）技术是指将电池、底盘和下车身进行集成设计，简化产品设计和生产工艺的前沿技术。通过减少冗余的结构设计，有效减少零部件数量，在提升空间利用率和系统比能的同时，车身与电池结构互补，使电池抗冲击能力及车身扭转刚度得到大幅度提升。看到这我们应该着重理解两个词，一是集成、二是简化。没错现如今的技术理念就是做减法。

减法减在哪了呢？我们首先了解一下电池布置的发展历程，看看和之前的技术路线相比，CTC技术到底有哪些提升。

动力电池1.0时代（VDA/MEB标准化模组）

我们知道动力电池结构一般是电芯（Cell）→模组→电池包，电芯是最小单元，模组是由电芯组成为了提高整个电池系统的安全性，电池包就是一个个模组组成的，在1.0时代电池包开发简单但无法灵活进行电量和电压配组且零部件多，系统成本较高。

动力电池2.0时代（CTP大模组技术）

从1.0到2.0时代的进化就是减掉模组这个中间层，把电芯直接集成在电池包上，即CTP(Cell to Pack)，这样的好处是减少了模组之间存留的空隙，体积利用率提升15%-20%，整个电池包的体积能量密度随之提高。另外零件数量减少15-20%，生产效率提升30%，但没有了模组，对于单体电芯的安全性和可靠性就提出了更高的要求，以前一个电芯出了问题可以通过BMS电池管理系统在局部模组内进行控制以免影响整个电池包，但去掉模组后，一个电芯出了问题可能殃及整个电池，因此之前一般是使用磷酸铁锂这种相对安全性高的电芯。

动力电池3.0时代（CTC电池底盘一体化技术）

接下来说到CTC即Cell to Chassis,就是更加激进的形式了，传统概念是将电芯直接集成到了车辆的底盘上，连电池包都去掉不要了，但零跑此次的策略是模组集成，并且去掉电池包上盖与整车集成，这样一变零部件数量能减少20%，结构件成本减低15%，提高整车刚度25%，实现高度集成化和模块化。

据了解，零跑在CTC技术研发中最大的难点是既要集成化，又要相对模块化，这是一个矛盾点。零跑也在这方面下了大功夫。接下来我们看看零跑的CTC结构具体是什么样的。

首先结构：电池和底盘一体化设计，创新性的应用了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。

其次气密性：通过车身设计实现电池密封，CTC技术借用底盘基本结构，利用车身纵梁、横梁形成完整的密封结构，相对于传统汽车这是一大创新。

有了结构上的优化和提升对于整车层面会带来哪些帮助呢？

首先是高适配，与整车匹配度提高，可快速柔性化批量生产。达到高度集成化和模块化，可跨平台适配未来各级别、类型车型。

第二强扩展，可兼容智能化、集成化热管理系统。未来可兼容800V高压平台，支持400kW超级快充。并且有新意的一点是零跑提出未来可实现“加油式”充电：充电5分钟，续航200+km。

聊完了CTC电池技术，接下来我们结合产品来说，看看创新的电池技术到底能为新车带来哪些本质提升呢？

02 C01车型将首次搭载CTC技术，会带来哪些提升？

零跑C01将会是全球首款搭载CTC技术的量产轿车，将会是一款旗舰级的中大型电动轿车。有了CTC技术的加持整车将会有“1357”四大产品优势。

首先来说“1”，代表的是全球首款CTC技术量产轿车，亮点一：可以提供更大空间，CTC带来更大电池容量空间，相比传统方案电池布置空间增加14.5%；实现更宽敞的驾乘空间，消除电池包与车身之间的安装间隙，车身垂直空间增加10mm，使用户拥有更舒适的高度空间以及更优秀的车身姿态。

亮点二：更长的续航：CTC增加电池空间利用率，提升10%续航的同时提高电池保温性能，让C01轻松拥有综合工况700+公里的超长真续航，AI BMS能耗经济性管理,为超长续航提供充分保障。

亮点三：提供更强的性能：CTC让车身扭转刚度提升25%，达3++++，整车重量降低15kg，助力C01的驾驶性能、操控性进一步提升。

亮点四是保障安全：CTC采用了车身电池一体化架构，通过了近30多项电池安全试验，远超国家标准8项，让C01无限*近安全极限。同时，AI BMS提供全时主动守护。

其次来说“3”，代表着这辆车可以实现3秒级的百公里加速水平，出色的加速表现也和自研的三合一油冷电驱总成息息相关。另外隐藏式门把手、溜背式车身设计，可实现Cd0.226超低风阻。CTC技术也让整车轻量化减重5%。

接下来是“5”，零跑C01车身长5050mm，轴距达到2930mm，满足中大型轿车尺寸。319mm的后排腿部乘坐空间，处于同级别领先水平，满足了用户的后排乘坐体验。后备箱空间达到496L，前后双备箱，并且全车共19处储物空间满足日常出行的需求。

最后来说“7” 这辆车配备了90kWh大容量动力电池。使得综合工况下可实现700+的续航里程，另外零跑自研的AI BMS大数据智能电池管理系统也会为电池安全保驾护航。

总结来说零跑C01是零跑汽车C平台电动中大型轿车，同时也是全球首款搭载可量产CTC技术的轿车，拥有3秒级零百加速，5米级车长，700+续航表现。是零跑汽车品牌向上的旗舰车型，预计将于5月首发亮相启动预售。

03 众多车企押宝CTC，电池安底盘上安全吗？

CTC（Cell to Chassis）技术目前正处于从概念到量产的阶段。2020年9月特斯拉在电池日上发布了4680电芯、CTC技术和一体化压铸技术，并宣布其柏林工厂将采用CTC技术生产Model Y。2022年3月，零跑发布了旗下第四款车型C01，预计5月首发，或将成为首款搭载CTC电池技术的量产车型。

其实当技术还处于概念阶段的时候，往往看起来比较遥不可及；但当技术开始走向落地时，进展往往会超出预期。

因此我们也来看看都有哪些企业押宝这一技术？他们各自的优劣势又是什么？

1、 特斯拉

特斯拉的概念是电池既是能源设备，也是结构本身。在2020年9月的电池日上，特斯拉发布了全新的整包封装技术 CTC（Cell to Chassis），即取消电池包设计，直接将电芯或模组安装在车身上。应用CTC技术后的新架构是物理层面的创新，将电池组作为车身结构的一部分，连接前后两个车身大型铸件，取消原有座舱底板，取代以电池上盖，座椅直接安装在电池上盖上。

--CTC技术有助于将车辆的结构平台进一步单元化，从而进一步降低制造成本。马斯克曾表示，采用了CTC技术后，配合一体化压铸技术，可以节省370个零部件，为车身减重10%，将每千瓦时的电池成本降低7%。

--CTC技术并非仅适用4680电芯，同样适用其2170电芯，预计未来还会兼容其它尺寸电芯。目前特斯拉柏林工厂将采用CTC技术生产Model Y。

特斯拉的4680结构电池方案具有以下特点：

4680 电芯正极朝上放置，从车身横向布置，电芯采用侧面冷却的方式；

通过胶粘剂填充电芯上下以及电芯之间的距离，提高整个电池系统的强度、刚度和抗扭、抗剪切力，胶除了结构连接之外，对导热也起到一定阻隔的效果；

电池的上盖涵盖了密封电池和车身地板的两个功能，由多个结构加强结合在一起，前排座椅的承载结构所在箱盖有加强设计，座椅承载件横向布置，对整车横向碰撞起到加强作用；

该方案属于承载式车身技术路线，是将电池框架与车身下车体集成，在装配时在上方整个车身完成装配（车身+前铸件+后铸件）后，再将结构电池与车身完成连接。

2、 Canoo

Canoo是一家来自美国加州的电动汽车初创公司，于2017年12月成立。成立四年多来，Canoo共推出了三款车型。分别是Canoo Lifestyle Vehicle、Muti-Purpose Delivery Vehicle和Pickup Truck。

另外Canoo最为出名的是它家的滑板底盘，Canoo在2019年即推出了滑板式底盘，并提出将电池和底盘合二为一的方案。Canoo采用的滑板式底盘结构中，并没有设计单独的动力电池包，而是将动力电池组与底盘融为一体，在减轻底盘重量的同时也可以降低一部分成本。并且它家的三款车型均基于其滑板底盘式纯电平台开发。