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特斯拉、零跑加码CTC电池技术:布置空间增14.5% 综合续航提升10%

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每经记者 孙磊 每经编辑 裴健如

当下,越来越多的车企瞄向了动力电池CTC(cell-to-chassis)技术。

4月25日,零跑汽车正式发布了CTC技术,通过将电芯直接集成到车辆的底盘中,省去此前动力电池中的模组,进一步简化电池包的内部结构。

在此之前,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,越来越多的车企把CTC作为未来技术路线的重点方向。

电动车企瞄向CTC技术

公开资料显示,新能源汽车中的动力电池为“电芯-模组-整包”的三级Pack结构,通过层层分级的方式,由电池管理系统对动力电池进行管理。不过,其中难免出现动力电池占用面积过大和空间浪费等问题。

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,宁德时代(300750)、比亚迪等动力电池厂商,特斯拉、零跑汽车等车企都在寻找新的解决方案――CTC技术。

零跑科技电池产品线总经理宋忆宁解释称:“CTC技术,即cell-tochassis,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。”简单而言,CTC技术跳过了模组和电池包机构,直接将电芯集成在汽车底盘中,以底盘的上下板作为电池壳体和盖板,使得电芯直接成为底盘结构件的一部分。

在2020年特斯拉电池日上,马斯克用机翼形象解释了CTC技术:“原本飞机会把燃料箱放置在机翼之中,但为了更大程度利用空间,便拿掉燃料箱,直接用机翼储存燃料,能容纳的燃料便更多了。”

零跑汽车方面透露,在不改变车身结构的情况下,CTC技术可以让电池布置空间有所增加,以即将发布的零跑C01为例,可增加14.5%的布置空间。在同等轴距的情况下,车辆可以布置更多电池,获得更多续航。

其次,由于简化了电池结构,让电池和车辆底盘合二为一,车身的垂直空间可以增加10mm。而在续航方面,更高的电池空间利用效率可以在一定程度上提升续航,另一方面由于电池结构减少可以在座舱和电池之间增加保温层,在冬季能更好地为电池保温。因此,在配备了CTC技术之后,车辆的综合续航可以提升10%。

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。

值得一提的是,在发布CTC技术时,零跑汽车董事长朱江明宣布,零跑汽车将会向全行业开放CTC技术,希望更多的玩家参与进来,一起促进行业的继续发展。

CTC并非适合所有车企

当前,随着车身设计、智能座舱、辅助驾驶等技术逐步成熟,电动底盘技术竞争日益激烈,电池系统与驱动系统集成化、底盘系统滑板化成为电动乘用车新的竞争热点。其中,CTC的电池高度集成化技术是新一轮电动化底盘的核心技术之一。

2021年年底,宁德时代透露2025年前后计划推出第四代高度集成化的CTC电池系统,2028年前后有望升级为第五代智能化的CTC电动底盘系统。

宁德时代表示,CTC技术不仅会对电池进行重新排布,还会纳入三电系统,通过智能化动力域控制器优化动力分配和降低能耗,目标2030年前完成技术开发。

此外,海外车企热衷的滑板底盘也可以实现在一个相对较薄底盘上集成电池以及整车所需电动传动系统。据了解,滑板底盘技术下,底盘之上的车身可以随意变化,并按照不同的定制需求(乘用车、商用车、专用车)来调节底盘的性能参数,具备极强的兼容性和扩展性。

对车企而言,其需要在可以实现电动底盘一体化的CTC技术和车电分离之间作出选择。CTC可以提高空间利用率以及底盘的通过性,提高驾乘体验,但也面临故障维修成本高、电池回收难等缺点。特斯拉的专利显示,采用CTC方案之后,电池包作为结构件的刚性、热失控管理等都有更高的要求。

以蔚来为代表的车电分离方案给消费者最直观的感受则是新能源汽车价格下降。目前,电池成本约占到电动车成本的25%至40%,通过换电模式实现车电分离,可使电动车购置成本低于同级别的燃油车,解决买车贵的问题。这也更加有利于促进主机厂的销量规模,进一步降低成本。

有分析认为,没有强大的品牌技术能力形成爆款车型的主机厂选择CTC的风险极高。市场已经验证了电池容量密度在不断提升,一块标准电池包用于不同车型的高效率模式是主机厂的必然选择。

对此,宁德时代则在回答投资者关于研究CTC技术是否代表不看好换电模式、是否会导致电池更换、维修成本大幅增加等问题时表示,新能源车目前在多个方向探索,每个技术有自身不同特点和应用范围,公司同时看好换电和CTC未来方向。

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    2022-05-07 00:13:24 

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