頭部的新動力轎車中,特斯拉早在2020年的電池日活動上就講解了CTC技能,以為這項技能能夠省掉370個車身零部件,減輕10%的車身重量,而另一個頭部玩家比亞迪也在今年發布了CTB技能(本質上仍然為CTC技能)。
▲特斯拉展現CTC技能
動力電池行業的頭部玩家寧德年代也活躍開展CTC技能,前華為智能轎車解決方BU智能車控範疇總經理蔡建永加入了寧德年代將會全力推進CTC電池底盤一體化事務。
而國內的新造車企業零跑也在4月份正式對外公布了其CTC技能,可將其首款轎車C01的續航提高到700公裏以上。
此外,哪吒、群眾、沃爾沃等車企都將會在CTC技能方法發力,哪吒轎車更是清晰了要在下一年推出這一產品。
從這些車企的動作來看,CTC技能無疑現已成為了今年動力電池範疇最熱的論題之一了。
新(xin)動(dong)力(li)轎(jiao)車(che)開(kai)展(zhan)到(dao)現(xian)在(zai),動(dong)力(li)電(dian)池(chi)的(de)開(kai)展(zhan)現(xian)已(yi)到(dao)了(le)天(tian)花(hua)板(ban),急(ji)需(xu)破(po)局(ju)之(zhi)道(dao)。從(cong)化(hua)學(xue)材(cai)料(liao)上(shang)來(lai)看(kan),三(san)元(yuan)鋰(li)電(dian)池(chi)的(de)天(tian)花(hua)板(ban)逐(zhu)漸(jian)顯(xian)現(xian),而(er)固(gu)態(tai)電(dian)池(chi)間(jian)隔(ge)量(liang)產(chan)仍(reng)然(ran)有(you)很(hen)長(chang)的(de)路(lu)途(tu)要(yao)走(zou)。
在這種狀況之下,特斯拉、比亞迪這樣的新動力轎車行業巨頭和寧德年代這樣的動力電池大佬都開端在電池的封裝技能層麵做布局。
從許多車企和電池企業的動作來看,現在新動力轎車範疇頭部的車企都現已加入了CTC大軍,在能夠預見的未來,這一技能或將成為首要的動力電池封裝技能。
那麼,CTC技能的首要難點是什麼?首要分為哪些技能路徑?現在現已發布的車企首要選用了哪些路徑?
01.
車身結構需重新規劃集成電芯也有難度
首要咱們先簡略地了解一下CTC技能,其全稱為CelltoChassis,即電芯究竟盤。字麵意思了解,便是把電芯直接放置到車輛底盤中,差異於此前底盤和電池包別離的規劃。
而(er)之(zhi)所(suo)以(yi)這(zhe)麼(me)做(zuo),首(shou)要(yao)是(shi)為(wei)了(le)經(jing)過(guo)提(ti)高(gao)空(kong)間(jian)利(li)用(yong)率(lv)的(de)方(fang)法(fa)提(ti)高(gao)電(dian)池(chi)的(de)能(neng)量(liang)密(mi)度(du)。將(jiang)電(dian)芯(xin)直(zhi)接(jie)集(ji)成(cheng)究(jiu)竟(jing)盤(pan)之(zhi)後(hou),能(neng)夠(gou)節(jie)約(yue)許(xu)多(duo)的(de)材(cai)料(liao),相(xiang)應(ying)地(di)擴(kuo)展(zhan)了(le)可(ke)裝(zhuang)置(zhi)電(dian)芯(xin)的(de)體(ti)積(ji),車(che)企(qi)經(jing)過(guo)添(tian)加(jia)更(geng)多(duo)的(de)電(dian)芯(xin),添(tian)加(jia)體(ti)積(ji)能(neng)量(liang)密(mi)度(du),從(cong)而(er)完(wan)結(jie)更(geng)長(chang)的(de)續(xu)航(hang)表(biao)現(xian)。
另一方麵,因為節約了比較多的材料,也降低了動力電池的本錢。
從上麵的描述來看,CTC技能確實存在許多長處,但現在還沒有大規劃量產的現實也說明晰這項技能還存在必定的難度。
全體來看,CTC技能存在多個核心技能點。
首要,CelltoChassis意味著傳統的車輛底盤結構需求做出必定的改動。
一位車身工程師告訴車東西,為了節約本錢,大多數車企會從供貨商處直接拿電池包,然後依據電池包來規劃車身結構。
車身、電dian池chi包bao和he底di盤pan構gou成cheng一yi個ge三san明ming治zhi結jie構gou,電dian池chi包bao處chu在zai車che身shen和he底di盤pan之zhi間jian,也ye便bian是shi說shuo,電dian池chi包bao一yi直zhi處chu在zai車che身shen結jie構gou的de維wei護hu之zhi中zhong,不bu會hui直zhi接jie接jie受shou外wai部bu碰peng擊ji。
而CTCjinengzejiangdianxinzhijiejichengdaolecheliangdipanshang,dianchibaochengweidipandeyibufen,chexiangneibudibandandanglechuantongdianchibaodeshanggai,dianxinhexiatuopanbeisaijinlecheshenli,rangdianchibaoyechengweicheshenshoulijiegouzhiyi。
▲零跑轎車發布的CTC技能
這zhe讓rang傳chuan統tong的de車che身shen和he電dian池chi包bao分fen隔ge規gui劃hua的de方fang法fa不bu再zai適shi用yong,車che身shen規gui劃hua師shi從cong一yi開kai端duan規gui劃hua車che身shen時shi就jiu要yao考kao慮lv究jiu竟jing盤pan電dian芯xin的de布bu局ju狀zhuang況kuang,這zhe對dui大da部bu分fen車che身shen規gui劃hua師shi來lai說shuo都dou是shi一yi個ge不bu小xiao的de檢jian測ce。
另一方麵,CTCjinengyegeicheshenguihuadelinghuoxingzaochenglebidingdeyingxiang,guanyuguihuabijiaodadecheqilaishuo,tamendouhuiguihuayigetongyongdejiaochequdao,nenggouyanshenchugezhongchexing,erzaidianchifangmianzuodegaidongyebianshilachangsuoduandengcaozuo。
但選用了CTC技能之後,在車身結構發生變化的時分,會導致底盤的電池結構也發生改動,最終導致規劃本錢的添加。
更重要的是,電芯和車身底盤集成在一同之後,維修的本錢和技能難度也會隨之提高。
從這點來看,CTC最關鍵的技能之一的便是車身結構的規劃。
接著讓咱們把目光放到電池包自身,CTC技能非常重要的一個要素便是完全撤銷了模組和Pack,直接將電芯集成究竟盤裏麵。
▲特斯拉CTC技能
這也意味著車輛底盤內需求直接鋪上電芯,而沒有了模組和PACK結構的維護,就需求對電芯做好絕緣支撐。
除了電芯方麵所必需的一些規劃,電池熱辦理等方麵也需求進行更新規劃。
電芯和電芯直接排列在一同,意味著一旦一個電芯發生熱失控,就很簡單傳導到臨近的電芯,從而導致整個電池的熱失控。
在(zai)規(gui)劃(hua)的(de)時(shi)分(fen)就(jiu)需(xu)求(qiu)考(kao)慮(lv)水(shui)冷(leng)板(ban)究(jiu)竟(jing)放(fang)在(zai)什(shen)麼(me)方(fang)位(wei)以(yi)及(ji)泄(xie)壓(ya)閥(fa)怎(zen)樣(yang)規(gui)劃(hua),這(zhe)些(xie)問(wen)題(ti)直(zhi)接(jie)關(guan)係(xi)到(dao)車(che)輛(liang)和(he)乘(cheng)客(ke)的(de)安(an)全(quan),所(suo)以(yi)這(zhe)方(fang)麵(mian)的(de)規(gui)劃(hua)一(yi)點(dian)點(dian)大(da)意(yi)不(bu)得(de)。而(er)整(zheng)個(ge)電(dian)池(chi)包(bao)的(de)BMS規劃也非常重要。
全體來看,如果想要選用CTC技能,那麼對車身的結構規劃和電池包的規劃都會出產必定的影響,這些首要難點也就成為CTC技能最關鍵的地方。
02.
分為兩種途徑均已到達量產前夜
現在來看,CTC技能還比較新,也隻需少數幾家車企展現了自己的計劃和產品,大多數車企還沒有產品展出。
從現已發布的產品來看,CTC技能首要有兩種表現方法。一種是現在多個車企選用的方法——將電芯直接集成到車輛底盤中。
這一方法有點挨近智能手機範疇的開展思路:從最開端電池可拆卸轉變成為電池一體化規劃。
詳(xiang)細(xi)來(lai)看(kan),車(che)企(qi)直(zhi)接(jie)撤(che)銷(xiao)了(le)電(dian)池(chi)包(bao)的(de)上(shang)板(ban)結(jie)構(gou),或(huo)者(zhe)說(shuo)將(jiang)車(che)輛(liang)內(nei)底(di)板(ban)作(zuo)為(wei)電(dian)池(chi)組(zu)的(de)上(shang)板(ban)結(jie)構(gou),然(ran)後(hou)將(jiang)電(dian)芯(xin)布(bu)置(zhi)在(zai)托(tuo)盤(pan)上(shang),將(jiang)托(tuo)盤(pan)和(he)車(che)身(shen)內(nei)底(di)板(ban)組(zu)合(he)在(zai)一(yi)同(tong),構(gou)成(cheng)新(xin)的(de)車(che)身(shen)結(jie)構(gou)。
▲特斯拉電池專利截圖
車che輛liang的de座zuo椅yi能neng夠gou直zhi接jie裝zhuang置zhi在zai電dian池chi包bao上shang方fang,進jin一yi步bu擴kuo展zhan車che身shen的de空kong間jian結jie構gou,而er在zai電dian池chi布bu局ju上shang也ye能neng夠gou添tian加jia更geng多duo的de電dian芯xin,續xu航hang也ye能neng夠gou因yin此ci完wan結jie提ti高gao。
那麼,這種方法是怎樣應對技能上的難題呢?這(zhe)方(fang)麵(mian)不(bu)同(tong)車(che)企(qi)的(de)戰(zhan)略(lve)有(you)所(suo)不(bu)同(tong),在(zai)車(che)身(shen)結(jie)構(gou)方(fang)麵(mian),特(te)斯(si)拉(la)選(xuan)用(yong)了(le)前(qian)後(hou)一(yi)體(ti)式(shi)壓(ya)鑄(zhu)技(ji)能(neng)更(geng)改(gai)了(le)車(che)身(shen)結(jie)構(gou),前(qian)後(hou)兩(liang)個(ge)大(da)件(jian)能(neng)夠(gou)直(zhi)接(jie)拚(pin)接(jie)成(cheng)車(che)輛(liang)底(di)盤(pan),能(neng)夠(gou)提(ti)早(zao)把(ba)底(di)盤(pan)的(de)空(kong)間(jian)預(yu)留(liu)好(hao),為(wei)電(dian)芯(xin)集(ji)成(cheng)做(zuo)好(hao)準(zhun)備(bei)。
而比亞迪也選用了全新的車型渠道e3.0,盡管還不清楚比亞迪是怎樣做的,但在新的車型渠道也必定會對車身結構進行調整。
散(san)熱(re)方(fang)麵(mian),現(xian)在(zai)大(da)多(duo)還(hai)選(xuan)用(yong)的(de)水(shui)冷(leng)板(ban)散(san)熱(re),特(te)斯(si)拉(la)的(de)計(ji)劃(hua)中(zhong),水(shui)冷(leng)板(ban)是(shi)放(fang)在(zai)電(dian)芯(xin)的(de)正(zheng)上(shang)方(fang),這(zhe)樣(yang)便(bian)利(li)隔(ge)絕(jue)電(dian)芯(xin)的(de)熱(re)量(liang)不(bu)會(hui)上(shang)傳(chuan)到(dao)駕(jia)駛(shi)艙(cang),而(er)電(dian)池(chi)包(bao)的(de)泄(xie)壓(ya)閥(fa)則(ze)在(zai)電(dian)芯(xin)下(xia)方(fang),進(jin)一(yi)步(bu)保(bao)證(zheng)了(le)電(dian)池(chi)包(bao)的(de)安(an)全(quan)性(xing)。而(er)電(dian)芯(xin)之(zhi)間(jian)則(ze)選(xuan)用(yong)了(le)低(di)密(mi)度(du)的(de)膠(jiao),降(jiang)低(di)了(le)彼(bi)此(ci)之(zhi)間(jian)熱(re)傳(chuan)導(dao)的(de)危(wei)險(xian)。
零跑的計劃中則在電芯下方選用了水冷板、隔熱層,而在電芯的上麵相同也選用了隔熱層,防止熱量上升到座艙內部。
另一種是滑板底盤,一同涵蓋了CTC技能、線控技能等,將車輛底盤的行進係統、轉向係統與車輛的乘員艙完全解耦,底盤和車體直接獨立。
車東西此前從前觀看過悠跑科技所規劃的滑板底盤,經過遙控裝置,車輛底盤能夠自如完結前進撤退,甚至是自動泊車的一係列指令。
▲悠跑科技UP超級底盤
zheyiguihuafangfaleisiyuranyoucheniandaidefeichengzaishijiegou,dipanhecheshenbieliguihua。danbutongdeshi,zhezhonghuabandipandecainengyujiaqiangda,nenggoushuoshicheliangdelinghunsuozai。
隻需底盤和車身達成一致的通訊協議,就能夠依據滑板底盤製作各種車型。
得(de)益(yi)於(yu)此(ci)前(qian)的(de)非(fei)承(cheng)載(zai)式(shi)車(che)身(shen)結(jie)構(gou)規(gui)劃(hua)經(jing)驗(yan),選(xuan)用(yong)滑(hua)板(ban)地(di)板(ban)之(zhi)後(hou)並(bing)不(bu)需(xu)求(qiu)花(hua)費(fei)過(guo)多(duo)精(jing)力(li)進(jin)行(xing)車(che)身(shen)的(de)重(zhong)新(xin)規(gui)劃(hua),簡(jian)直(zhi)能(neng)夠(gou)照(zhao)搬(ban)此(ci)前(qian)的(de)非(fei)承(cheng)載(zai)式(shi)車(che)身(shen)規(gui)劃(hua)計(ji)劃(hua)。
電池包結構和散熱關於滑板底盤來說尤為關鍵,LucidCEO兼CTOPeterRawlinson從(cong)前(qian)解(jie)讀(du)過(guo)怎(zen)樣(yang)對(dui)滑(hua)板(ban)底(di)盤(pan)進(jin)行(xing)安(an)全(quan)維(wei)護(hu)和(he)散(san)熱(re)。他(ta)以(yi)為(wei)電(dian)池(chi)組(zu)與(yu)車(che)輛(liang)的(de)車(che)身(shen)外(wai)殼(ke)結(jie)合(he),本(ben)就(jiu)能(neng)夠(gou)添(tian)加(jia)轎(jiao)車(che)的(de)結(jie)構(gou)剛(gang)度(du),使(shi)轎(jiao)車(che)更(geng)便(bian)於(yu)操(cao)作(zuo),穩(wen)定(ding)了(le)轎(jiao)車(che)尾(wei)部(bu)碰(peng)撞(zhuang)緩(huan)衝(chong)區(qu)的(de)中(zhong)央(yang)結(jie)構(gou),吸(xi)收(shou)能(neng)量(liang),維(wei)護(hu)乘(cheng)客(ke)不(bu)受(shou)碰(peng)撞(zhuang),一(yi)同(tong)也(ye)能(neng)維(wei)護(hu)電(dian)池(chi)。
而Lucid的計劃中,電芯基本上是倒置裝置的,電池向下散熱,一同還有一層額定的冷卻劑。
不過,現在這一技能也沒有完結大規劃量產,頭部企業Rivian和Lucid現在正處在產能爬坡階段,遲遲未能完結大規劃交付。除此之外,其他滑板底盤企業均未完結量產。
▲電動R1T皮卡
全體來看,將電芯直接集成究竟盤裏現已成為車企之間共同的選擇了。因此,現在在CTC技能方麵發力的車企也顯著增多了。
特斯拉、比亞迪、零跑現已發布過了自己的CTC計劃,群眾和沃爾沃也在2021年就現已提出了CTC計劃,未來也將會投入量產,而哪吒轎車也在其電池共享會上表明將會在下一年推出CTC技能。
在電池企業方麵,寧德年代早在2020年8月份就提出了要開展CTC技能,現在還迎來了華為車BU高管的加盟,其量產產品應該也會很快露臉。
此外,其他的動力電池企業如蜂巢動力等也現已加速了這方麵的布局。
現在來看,CTC技能或許真的能夠成為電池技能的一個重要打破點,關於緩解續航焦慮,提高電池安全性來說都非常重要。
03.
三家車企現已發布首要戰略較為類似
盡管現已有多家車企公布了自己的CTC計劃,但現階段來看,隻需特斯拉、比亞迪和零跑進行了產品發布,並且現已有許多產品圖了。
從產品規劃方麵來看,這三家車企都是選擇上述的第一種方法,直接選用了CTC技能。不過,從規劃細節上來看的話,這三家企業的戰略上也存在一些不同之處。
下麵首要從結構、電芯集成和製作工藝三個方麵對特斯拉、比亞迪和零跑的計劃進行比照。
從結構上來看,特斯拉或許是做出改動最完全的企業。依據特斯拉柏林工廠和得州工廠流出來的圖片來看,其CTC技能完全打通了電池包和車廂的聯係。
▲特斯拉座椅直接裝置在電池上
電池包上方設有一根橫梁,前排座椅直接裝置到了橫梁上,而後排的固定結構則與電池包無關。
這樣一來,前排兩個座椅的下壓力直接由電池包接受,一同前排乘客和後排乘客的腳部方位的力也直接由電池包接受。
比亞迪和零跑的計劃則比較挨近。零跑轎車在發布會上展現的圖片顯示,其CTC計劃在本來的車輛底盤上仍然保留了車身上的骨架環形梁式結構。
▲零跑CTC技能展現
電dian池chi包bao的de上shang板ban直zhi接jie和he底di盤pan的de結jie構gou梁liang焊han接jie在zai了le一yi同tong,相xiang當dang於yu既ji是shi車che廂xiang的de底di板ban又you是shi電dian池chi的de上shang板ban結jie構gou。車che輛liang座zuo椅yi則ze直zhi接jie裝zhuang置zhi到dao了le車che身shen的de結jie構gou梁liang上shang。電dian池chi包bao則ze隻zhi承cheng當dang了le前qian後hou排pai乘cheng客ke腳jiao步bu空kong間jian的de力li。
從曝光的圖片來看,比亞迪和零跑的規劃非常類似,也將車廂的底板和電池的上板結構合二為一,座椅的規劃計劃也比較類似。
▲比亞迪CTB技能
盡管特斯拉、比亞迪和零跑的計劃略有不同,但這些計劃之間並沒有好壞之分。
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另一方麵,在電芯上方添加隔熱材料也非常必要,這樣能夠避免發生熱失控之後,熱量在第一時間傳遞到乘客艙。
車身結構之外,電芯集成也是非常關鍵的一點,這也是三家車企不同最大的地方。
仍是先從特斯拉看起,關於特斯拉的電芯現已非常清晰了,無論是柏林工廠展現的圖片仍是得州工廠展現的圖片,其CTC技能都和4680電芯嚴密相連。
▲特斯拉底盤布滿了4680電池
特斯拉首要經過4680電芯在底盤上進行排列組合,內部沒有模組,一眼看過去全是鱗次櫛比的4680電芯。依據特斯拉展現的圖片來看,一列約有34個,總共分為24列,中間有水冷板進行散熱。
從這點來看,特斯拉真實遵循了CelltoChassis。
現在比亞迪還沒有曝光過CTC電池的內部圖片,但依據此前海豚電池包的規劃,能夠猜想其做法與特斯拉類似,選用了刀片電池直接集成究竟盤的方法。
與特斯拉的圓柱電池不同,比亞迪的刀片電池更長,簡直橫貫車身,並且在CTP年代就現已撤銷了模組,現在很有或許會直接選用刀片電池集成究竟盤。
▲比亞迪刀片電池
而零跑的做法則略有不同。從結構圖上來看,零跑的CTC選用了模組集成究竟盤中的方法,選用了7個大模組,這樣節約的零部件數量有限,空間利用率並沒有達到最好。
所以從這點來看,零跑的戰略更像是MTC,而不是CTC。
▲零跑CTC技能仍然有電池模組
不過這也跟零跑轎車沒有參與電芯開發分不開,比亞迪一直都在選用自己的電芯,特斯拉最近也在活躍出產4680電芯,自產電芯的好處便是這兩家企業在開發CTC的時分能夠提早依據自己的電芯規範來開發。
關於零跑來說,現在並沒有自產電芯的才能,首要仍是從供貨商處購買電芯,直接集成模組則愈加高效快捷。
而從製作工藝上來看,特斯拉改造了製作工藝,選用了前後一體壓鑄技能,與CTC技(ji)能(neng)起(qi)了(le)相(xiang)得(de)益(yi)彰(zhang)的(de)作(zuo)用(yong),能(neng)夠(gou)更(geng)高(gao)效(xiao)地(di)製(zhi)作(zuo)車(che)身(shen),而(er)比(bi)亞(ya)迪(di)和(he)零(ling)跑(pao)方(fang)麵(mian)在(zai)車(che)身(shen)製(zhi)作(zuo)工(gong)藝(yi)上(shang)並(bing)沒(mei)有(you)太(tai)大(da)的(de)改(gai)動(dong),在(zai)未(wei)來(lai)也(ye)有(you)或(huo)許(xu)會(hui)引(yin)入(ru)一(yi)體(ti)壓(ya)鑄(zhu)技(ji)能(neng)。
全體來看,特斯拉和比亞迪的CTC方麵,無論從結構上,仍是從全體規劃上,都愈加完全,而零跑並不具備電芯集成的才能,還有很大的提高空間。
但這三家車企都現已邁出了關鍵的一步,信任之後還會有更多車企加入到這一隊伍。
04.
結語:電池技能改造火燒眉毛
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車che企qi和he電dian池chi轎jiao車che首shou要yao從cong兩liang個ge方fang麵mian來lai尋xun覓mi解jie決jue計ji劃hua,一yi是shi從cong化hua學xue係xi統tong方fang麵mian入ru手shou,研yan製zhi新xin的de化hua學xue係xi統tong,研yan製zhi固gu態tai電dian池chi等deng方fang法fa,但dan進jin展zhan並bing不bu顯xian著zhe。
另一種方法便是經過改善封裝工藝,在單位體積內塞入更多的電芯。在這條路徑上,車企和電池企業推出了CTP技能,即celltoPack,撤銷電池模組;現階段又推出了CTC技能。
但這關於現在的電池行業來說還不行,在原材料價格繼續瘋漲的狀況下,還需求推進電池技能的改造。車東西作者:Juice
標簽:
特斯拉電池包
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