如何评价零跑新推出的CTC电池底盘一体化技术,该技术有何亮点?

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查看347 | 回复0 | 2022-4-30 09:47:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
题主问:“纯电汽车电池技术的发展方向该走向何处?”我想先就这个问题先回答下。  @- J( r  M$ |6 B

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电动汽车有三个重要的未来发展方向,见以下总结。这三项技术中,对续航里程提升有直接帮助的是CTC电池底盘一体化技术(后简称CTC)。题主看得很准,车身地板和电池包的关系是越来越亲密。. T  ?  |! k+ t# {7 w5 K3 }
原因是车身地板是大平层,公摊小,塞入一米多长的电池包也不觉得难办。这意味着电池包的能做得平整,方便布置各个零件,而且它的容量上限也最高。3 d7 {3 T* t, s; R
CTC因为不要电池包壳体,直接把电池与车身地板融合。它就像左轮手枪,弹夹和枪体融合,空间利用率高,在小枪体上依然可以塞入5~7颗子弹,对“续航和空间利用率”提升有很大好处。
' y. K9 y) ?6 y. Q+ U8 H7 z零跑CTC电池底盘一体化技术亮点
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现在CTC竞赛已经到了白热化阶段,提出这种技术概念的车企有特斯拉、零跑汽车、比亚迪、沃尔沃等,供应商有宁德时代、LG、博世也+本特勒等。
- G7 U; \" U9 v; \话题性最高的当属特斯拉,作为最早提出CTC概念的车企之一,它们的CTC方案结合一体式压铸后车体,可将为车辆降低10%车重,增加14%续航里程,减少370个零件,并大幅提升生产制造效率。这些优势对车企、对消费者都能带来直接好处。
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这项技术有一个专业名词CTC电池底盘一体化技术。此图是特斯拉4680电池包结构拆解图。
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另一个很早提出此概念的是零跑汽车(2016年提出概念方案)。很有趣的是,智能手机电池也是从分离式转变成一体化,比如小米3、galaxy S6等一体化机型出来时就引起了很多讨论,后证明这个路线确实更优。据说朱江明朱总就是手机电池的变化中获得灵感。关于手机电池变成一体化的原因就不展开了,和汽车CTC有不少相似之处。3 ?, S9 _' a: D+ T
面对竞争,值得肯定的是,零跑拿到了「全球首款量产CTC轿车(零跑C01)」的旗帜。有这个第一做背书,对他们后续的发展很有帮助。; ?6 Y3 j/ q/ N9 G. z# B0 ]
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但要强调下,对于消费者来说,你能率先推出自然是好,可产品水准永远是第一位。
& i( n8 J$ U3 P# T# i$ B* ?! p零跑C01作为首款使用CTC技术的车型,它的水准如何呢?
/ O- a8 Q5 M9 ~9 F- z0 q我总结了大家关心的两点:
- s% f: k! ~9 [* ]; \0 J(1)续航里程717km) X- u, n1 R$ R' v' f2 j( _
在电池空间利用率上,相比传统方案电池布置空间增加14.5%,助力提升10%续航。再综合AI BMS能耗经济性管理、保温层等技术,零跑C01续航里程被推到717km。
, }0 x4 s4 _7 W现在国内600km+续航里程是一个很重要坎。下表是统计的近两年发布的重磅中大型轿车,达到这个水准,说明电动汽车的一次充电续航里程和一箱油能达到相当水平,完全可以破除里程焦虑。结合C01是一款有5050m长的中大型轿车,如此尺寸下,它的续航表现很出色。8 k* G0 S* p0 h9 Z% g' E

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(2)座舱“得房率”高
& T% \; I2 w) @( l; d  r电动汽车因为地板布置电池包,地台较高,容易导致外部看车身很高大,但内部空间缩水。零跑C01的CTC取消了电池包箱体和上盖,没有电池包的概念,只是留有电池下托盘,所以车身垂直空间增加了10mm。因其采用了颜值高的溜背造型,从上表可以看出,它的车身高度处于均线水平,这10mm的内部空间提升把里子照顾到了。  K3 V' x& Y7 A1 n) d$ R

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4 P' G" f. y  L" _! p& j3 hCTC怎么解决电池安全问题?: m# Z( f1 ?) z

) x; F) R" n  M纯电动汽车的电池包表现出两个明显趋势:
+ F8 I# \( H/ G- P1 {1、被安装在车身地板上;2、体型很大。
! x& J% I( ?# |$ a纯电动汽车电池包不仅比插电混动和弱混车型更大,本身也在内卷。举个例子,下图从左到右依次为雪佛兰第一代Volt(2010)、第二代Volt(2015)和Spark EV(2016)的电池包,体型就越来越大。/ i, I5 E6 f2 L% k* @3 J, y; O5 H0 ~0 a
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然而传统车身地板是吸能主力,电池包放在地板上会不会被连累呢?而且更大的电池包管理起来也要花费更多心力,所以题主的担忧确有道理。- O* [  L) |! v) O. {* u
但要纠正一个观点,相对而言,电池包放在地板上是最安全的,不然放在前后溃缩吸能区岂不更危险?所以现实原因摆在这里,体现车企技术实力的时候到了,盘它。% I+ @7 d' q9 g. Q9 R
在预防碰撞安全上,正向开发的纯电平台表现会比油改电更好,这是因为它的白车身会根据电池包安全针对开发。
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* H: l! t* T" U8 k) h* D7 W) O) X比如门槛梁,它作为关键防撞结构,比燃油车要更加抗造。像ID.4 CROZZ的门槛梁,采用了高强度钢+内包铝型材组合。这个组合这就好比运动鞋,鞋底(高强度钢)坚硬抗造,缓震垫(铝型材)柔软缓震,充分保护双脚(电池)。. o/ a; i) [$ _4 r8 r
零跑C01是基于他们的C架构而来,这个架构的特点是高强度钢比例高(参见C11,高强度钢占比达到76.2%,热成型钢占比达到17.4%)。从结构设计看,它的门槛梁则是做得很粗壮,而且配合中空的设计结构,也实现了碰撞吸能的效果。
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$ ^  [4 ?& Z% t8 a另外,我们知道换电模式要求结构耦合,也就是电池包要能方便与底盘进行拆卸安装,所以CTC还有一个结构连接更紧密的优势。因为CTC的电池包和车身地板融合为一体,可以提升车身的扭转刚度。像零跑C01车身扭转刚度提升了25%,对电池抗物理损伤、驾乘舒适性都有直接好处。
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从此图还能看出,基于CTC双骨架环形梁式结构,包含电池托盘和车身在内,形成了多个环形结构,这对防撞和扭转刚度提升有直接帮助
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另外,CTC因为能塞入更多电池,电池管理系统的工作量也就增加了。传统的BMS是“线性思维(基于阈值标定的故障识别)”,这对大容量电池的管理不利,而零跑首创了基于车端、云端的AI BMS大数据智能电池管理系统,配合CTC的硬件一起食用,能实现智慧能源管理,能更快、更准确地识别危险。; i) W, K" ?7 _6 _# q" j

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5 G- J9 T% N5 [' q5 x另外,它还应用了云端智能管理系统,基于多重用户场景数据分析,实现多维应用优化。“云模式”的好处在于,它就像我们的微信讨论组,将数据上传云,大家能快速地分享、学习经验,碰撞出更好的灵感。( c+ t$ A) R+ m* L6 R5 d1 {; \
综合以上,传统模式和零跑的CTC+软硬件创新模式,给人的感觉就像学霸和学神,学霸经过刻苦训练,掌握了解题技巧,实力很强。但学神能考100分,是因为试卷满分只有100分。让这两人去做竞赛试卷,前者容易露怯。这是因为竞赛卷非常讲究应变能力,不是套公式就能解决,大电池管理就有做竞赛题的意思,零跑能精准抓到细微变化,高效地解决问题。& D7 n7 ]) z4 k) H4 ^. k
零跑CTC模式代表了主机厂主导开发的成功
- S9 }8 x4 J; T以往的电池包(VDA/MEB标准化模组时代)追求模块化,它和车型开发可以分离进行,从成本角度出发,逐渐形成了供应商掌握核心话语权的局面。但在CTC技术上,我认为需要转换过来,因为这最符合消费者利益。
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为什么这么说,首先它属于通用化技术,不会像换电一样由于换电标准不同、动力电池包尺寸不同等原因,导致不同车型之间无法共享换电设施。它的这种高适配性,说明其有很好的拓展能力,很方便主机厂的模块化平台模式。
3 s0 g$ f) N, y% i0 l另外,因为CTC技术要求电池和车身要高度配合,但白车身是由主机厂主抓,电池包技术,如果外包,沟通效果不一定好。
$ m% v) I! p& {- d) r+ |' V举例来说,CTC技术有一个很关键的攻擂指标——密封问题。$ ]/ B3 S# U6 l) e6 D( X% l' _
电池系统因为需要防水,所以密封很是关键。
7 a. C" \) Z! p( l2 O( a; _* sCTC的技术思路是,使用车身下地板作为上盖密封,但这会导致整个电池包也变成了不容易运输的部件,所以主机厂主导开发是最合适的。
- Q8 C: k) `6 f* h# v* m" o现在的国标要求动力电池包要达到IPX7防水等级,符合这项标准意味着,在规定的条件下浸在1m水中半小时,水也不会进入内部。
$ b  M! {7 N4 U& W" a6 K+ u据资料显示,零跑C01能做到IPX9等级,这个等级是防水中的最高等级,符合这项标准意味着,在高温/高压的喷淋状态下,也不会出现水进入的情况。
  N, F" y3 B9 y9 h; I1 _当然了,没有了这些供应商的强力支持,对主机厂的考验也很大,所以主机厂的技术基础和发展思路很重要。零跑汽车一直强调全域自研路线,在之前的C11上的“3合1”油冷电驱总成系统,再到C01这款车上的CTC、AI BMS等,坚持终有回报。( q- I4 O3 ]% S$ |( g) G& L% Z
总结$ s' w' k; J) m& `( w' ?8 q, T
CTC是下一个新能源技术风口。大家有注意到比亚迪刀片电池吧?它所代表的CTP技术(无模组电池),就是想要解决电芯组成模组这一步,直接由电芯组成电池包,从而提高“得房率”。CTC技术则更进一步,破除了传统电池包的结构概念。并且因为结构和车身深度融合,对整车的扭转刚度提升也有直接帮助。. G' A* t6 Y  [3 G  S. ^
除了这些技术亮点外,很有趣的是,早前舆论中,新势力和硬核技术不沾边,这几年局势真是被这些企业慢慢扭转过来了。现在传统车企和新势力都有在布局CTC技术,零跑汽车能率先实现量产,对国内的新势力企业是很大的激励。
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