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未來，電動(dòng)汽車行業(yè)或?qū)⒚媾R大變革，續(xù)航里程、座艙空間等方面都將有進(jìn)一步被開發(fā)的可能。

面臨可能發(fā)生的變化，這次車企站在了純電動(dòng)車的角度去思考創(chuàng)新的可能——“零跑的創(chuàng)新一定要基于電動(dòng)車和燃油車的差異去創(chuàng)新。”在零跑CTC電池底盤一體化技術(shù)的發(fā)布會(huì)上，零跑汽車董事長(zhǎng)朱江明如是說。 

4月25日，零跑發(fā)布了智能電動(dòng)CTC電池底盤一體化技術(shù)，而即將搭載CTC技術(shù)上市的零跑C01將成為全球首款無獨(dú)立電池包的電動(dòng)汽車。

 
動(dòng)力電池“瘦身”大挑戰(zhàn)

車身輕量化是汽車行業(yè)亙古不變的話題，而單位體積下裝更多電量，逐步提升續(xù)航里程是電動(dòng)汽車亙古不變的話題。

兩個(gè)目標(biāo)重疊一起，需求就很明確了：動(dòng)力電池一定要瘦身！

目前新能源汽車的瘦身計(jì)劃有兩個(gè)突圍方向。一方面從材料路線，主要是通過研究不同的正極材料，例如多種磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池等，帶來能量密度和續(xù)航的提升。另一方面則是從工程技術(shù)路線出發(fā)，從改良電池體積、電池包輕量化設(shè)計(jì)等方面實(shí)現(xiàn)續(xù)航的提升。

就當(dāng)前階段而言，固態(tài)電池、碳硅負(fù)極等新材料距離大規(guī)模應(yīng)用落地還有一定距離。而現(xiàn)階段圍繞三元鋰電池做材料創(chuàng)新，也似乎陷入了安全性、能量密度、經(jīng)濟(jì)性的不可能三角。

一條路受阻，就要在另一條路上做突破。近幾年來，電池創(chuàng)新更多出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和迭代上。

這一方向最新的進(jìn)展是CTC，電芯直接集成到底盤。

CTC技術(shù)出現(xiàn)之前，動(dòng)力電池從“電芯-模組-電池包”的標(biāo)準(zhǔn)化模組結(jié)構(gòu)過渡到普遍采用Cell to Pack的CTP（無模組電池）結(jié)構(gòu)，使電模組零部件數(shù)量進(jìn)一步減少，提升空間利用率，實(shí)現(xiàn)降本增效。

CTC直接將電芯安裝在底盤之上，電池骨架結(jié)構(gòu)和底盤車身結(jié)構(gòu)合二為一。簡(jiǎn)而言之，就是車身、電池和底盤形成一個(gè)融為一體，大幅提升電池包的體積密度。

零跑是國(guó)內(nèi)最早發(fā)布CTC方案的企業(yè)，根據(jù)零跑公布的數(shù)據(jù)顯示，CTC技術(shù)使零跑C01整車垂直空間增加10mm，電池布置空間增加14.5%，同時(shí)搭配AI BMS大數(shù)據(jù)電池管理系統(tǒng)，能夠讓整車?yán)m(xù)航里程提升10%。

這正是CTC結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)：通過減少冗余結(jié)構(gòu)和零部件數(shù)量的輕量化設(shè)計(jì)提高續(xù)航、降低成本，達(dá)到更高的結(jié)構(gòu)效率。

各家CTC方案有何差異？

憑借這些優(yōu)勢(shì)，CTC基本成為新能源領(lǐng)域的發(fā)展“共識(shí)”，除了零跑之外，特斯拉、寧德時(shí)代、比亞迪等也對(duì)CTC技術(shù)有相關(guān)布局。

2020年9月特斯拉在電池日發(fā)布了4680電芯、CTC技術(shù)和一體化壓鑄技術(shù)，并宣布其柏林工廠將采用CTC技術(shù)生產(chǎn)Model Y。

另一方面，動(dòng)力電池供應(yīng)商也在研發(fā)CTC技術(shù)。寧德時(shí)代計(jì)劃在2025年實(shí)現(xiàn)集成化CTC技術(shù)，LG新能源也曾公開CTC相關(guān)技術(shù)專利。

但是很顯然，CTC的技術(shù)落地的難度并不小。特斯拉的專利顯示，采用CTC方案之后，電池包作為結(jié)構(gòu)件的剛性、熱失控管理等都有更高的要求。

也就是說，保障電池包的氣密性、CTC后的底盤碰撞安全性、有效防止熱蔓延都是需要設(shè)計(jì)和工程的創(chuàng)新來同步實(shí)現(xiàn)。 

另外，維修問題也是車企必須跨過的門檻。傳統(tǒng)電池包主要通過螺栓和車身連接，而CTC結(jié)構(gòu)中如果電池內(nèi)部出現(xiàn)損耗需要維修，就需要拆換車身，這是否會(huì)對(duì)車身結(jié)構(gòu)造成影響還尚不可得知，這意味著維修過程中乘員艙可能會(huì)再次面臨密閉性風(fēng)險(xiǎn)。

這些難點(diǎn)都是CTC技術(shù)遲遲難以在量產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)的原因，直到今天才有零星的車企開始應(yīng)用。那么，零跑和特斯拉面臨這些難題表現(xiàn)如何？

從實(shí)現(xiàn)電池密封結(jié)構(gòu)的路徑看，特斯拉與零跑的CTC技術(shù)有很大差異。簡(jiǎn)單來說，前者的方案是“無底板車身+密封電池”，優(yōu)先保證了電池本身的封閉性能；而后者的方案是“完整車身+電池托盤”，去掉了電池包的上蓋，優(yōu)先保證的是乘員艙的密閉性。
 

根據(jù)此前特斯拉公布的資料，特斯拉的方案是將電芯直接排列在底盤上，取消了座艙底板，座椅直接安裝在電池包上蓋。電池結(jié)構(gòu)作為一個(gè)整體與車身集成，在電池的集成度上更為徹底，也滿足了電池系統(tǒng)的封閉需求。

為了增強(qiáng)車輛底盤應(yīng)對(duì)橫向碰撞的剛性，特斯拉還在座椅的承載件和電池上蓋之間加了一層橫向布置的結(jié)構(gòu)件。
 

另外，特斯拉電芯的側(cè)面冷卻方式以及膠粘劑填充結(jié)構(gòu)也對(duì)導(dǎo)熱起到一定阻隔的效果。

而從零跑發(fā)布的資料來看，零跑則是直接將電池模組放在底盤上，保留了完整的車身框架，用下車體框架來密封電池。
 

目前來看，零跑C01是利用車身縱梁、橫梁形成完整的密封結(jié)構(gòu)，讓車身與電池結(jié)構(gòu)互補(bǔ)，使電池抗沖擊能力及車身扭轉(zhuǎn)剛度得到提升。

CTC技術(shù)的安全性很大程度上需要考量工程組裝結(jié)構(gòu)。從這一點(diǎn)來看，特斯拉與零跑的結(jié)構(gòu)組裝技術(shù)是一致的。而如果從電池的密封性能來考量，特斯拉的封閉電池方案或許會(huì)讓風(fēng)險(xiǎn)更可控。

零跑表示將會(huì)開放其CTC技術(shù)，我們也期待會(huì)看到更多的細(xì)節(jié)披露。
 

CTC vs換電，行業(yè)會(huì)迎來變局嗎？

不過，在CTC成為技術(shù)風(fēng)口之前，另一項(xiàng)技術(shù)也在同時(shí)甚至早于CTC技術(shù)發(fā)展——換電技術(shù)。

據(jù)悉，零跑的CTC技術(shù)可以兼容800V的高壓平臺(tái)、400kW的快充，并可以實(shí)現(xiàn)家用式充電。而由于電池結(jié)構(gòu)也是車身底盤結(jié)構(gòu)的一部分，電池的拆卸可能變得困難，換電技術(shù)也就很難應(yīng)用于這一車型。一定程度來說，換電技術(shù)就站在了CTC技術(shù)的對(duì)立一方。

雖然換電技術(shù)與CTC技術(shù)在同一輛車上互不兼容，但這并不代表這兩種技術(shù)在同一個(gè)市場(chǎng)內(nèi)沒有共存的空間，二者在市場(chǎng)中也不是后者替代前者的關(guān)系。恰恰相反，在生機(jī)勃勃的新能源市場(chǎng)，無論是換電還是CTC技術(shù)都有著巨大的發(fā)展?jié)摿�和價(jià)值。
 

換電模式最大的優(yōu)勢(shì)就是補(bǔ)能耗時(shí)極短，全程僅需數(shù)分鐘。此外，換電車電分離的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。4月27日，寧德時(shí)代宣布與愛馳汽車就EVOGO換電項(xiàng)目展開合作，簽署合作協(xié)議框架，共同開發(fā)組合換電版車型，此舉顯示出寧德時(shí)代把換電服務(wù)市場(chǎng)蛋糕做大的決心。

不過，在正式形成全國(guó)統(tǒng)一的換電標(biāo)準(zhǔn)之前，換電模式實(shí)現(xiàn)互換還有很長(zhǎng)的路要走。此外，除了蔚來，目前換電模式的對(duì)象主要是網(wǎng)約車、出租車等對(duì)充電時(shí)間極為敏感、電池消耗量大的運(yùn)營(yíng)性質(zhì)車輛。

一位接近寧德時(shí)代的人士表示，“當(dāng)電動(dòng)車的滲透率上升時(shí)，應(yīng)用場(chǎng)景也會(huì)增多，需求就會(huì)出現(xiàn)多元化，不會(huì)是一種技術(shù)路線包打天下的局面，作為龍頭老大，必須要有多種技術(shù)和產(chǎn)品布局，來適應(yīng)這種多元化的市場(chǎng)。”

CTC不僅是技術(shù)的革新，對(duì)行業(yè)也將帶來很大影響。2021年11月，國(guó)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）提出研發(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)。

在降成本、高續(xù)航、輕量化等優(yōu)勢(shì)的吸引下，未來越來越多的車企會(huì)愿意開始CTC技術(shù)的布局，在新能源乘用車方面或許會(huì)更為明顯。因此，CTC電池技術(shù)無疑是未來新能源汽車行業(yè)的重要發(fā)展趨勢(shì)。

技術(shù)的變更總得經(jīng)過市場(chǎng)檢驗(yàn)。CTC技術(shù)的實(shí)際表現(xiàn)如何，還需要在搭載這一技術(shù)的車型上市后才能印證。

不過，當(dāng)技術(shù)尚處于概念階段時(shí)，往往看起來比較遙遠(yuǎn)；但當(dāng)技術(shù)開始落地的時(shí)候，進(jìn)展往往會(huì)超出預(yù)期。零跑率先量產(chǎn)CTC技術(shù)，已經(jīng)足以說明在新能源賽道上，中國(guó)品牌完全有機(jī)會(huì)“借道超車”。

在發(fā)布會(huì)上，零跑宣布：“零跑將對(duì)CTC技術(shù)免費(fèi)開放共享。”這或?qū)�帶�?dòng)中國(guó)的新能源汽車一同向上、走得更遠(yuǎn)。