展會(huì)新聞
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作為壓鑄行業(yè)的風(fēng)向標(biāo)，CHINA DIECASTING & CHINA NONFERROUS 2022上海壓鑄有色展將于2022年10月9-11日在蘇州國(guó)際博覽中心舉辦。屆時(shí)，將為行業(yè)帶來(lái)更專業(yè)、更全面的環(huán)保及安全的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新方案。
4月25日零跑發(fā)布了CTC技術(shù)
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01
CTC是何方神圣？
2021年10月，在柏林工廠開放日，特斯拉展示了 Model Y 一體化壓鑄前車身+CTC+后車身，組合成整體車身。作為新技術(shù)的引領(lǐng)者，特斯拉發(fā)布的CTC技術(shù)引來(lái)了眾多追隨者，近日零跑汽車成為國(guó)內(nèi)第一個(gè)吃螃蟹的企業(yè)。
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公開信息顯示，各方追捧的CTC (Cell to Chassis) 電池技術(shù)是將電芯直接集成到車輛底盤內(nèi)部的電池技術(shù)。CTC 技術(shù)省去了從電芯到模組，再到電池包的兩個(gè)步驟，直接將電芯安裝在車輛平臺(tái)上，是 CTP（Cell to Pack）的進(jìn)一步集成方案。根據(jù)特斯拉及零跑公布的圖片信息及按照行業(yè)習(xí)慣來(lái)講，CTC準(zhǔn)確的表述應(yīng)是電池殼體集成于車身地板上。猜想之所以稱之為CTC，可能是由滑板底盤的概念延伸而來(lái)；但是CTC并不是滑板底盤的唯一選擇。
02
CTC的技術(shù)特點(diǎn)
CTC 技術(shù)概念由特斯拉率先提出。CTC 的技術(shù)思路與飛機(jī)將燃料箱融于機(jī)翼一體而不是另做燃料箱這一設(shè)計(jì)相類似，其目的是高度集成化，減少零部件的數(shù)量與總裝工藝，起到降低重量、提高效率、降低成本的作用。
CTC 方案靈感源于機(jī)翼油箱
特斯拉CTC技術(shù)中，取消Pack設(shè)計(jì)，前后連接兩個(gè)車身大型鑄件，取消原有乘員艙地板板，以電池上蓋取代之，座椅直接安裝在電池上蓋上。電池既是能源設(shè)備，也是結(jié)構(gòu)本身。
CTC 電池集成方案：省去模組
為解決電池包隔熱的問(wèn)題，特斯拉在電池包的內(nèi)部填滿了膠，以阻擋熱量向車內(nèi)的傳導(dǎo)。另外特斯拉在電池包靠近車身門檻的兩側(cè)灌的膠相對(duì)較厚，這一部分膠可以起到側(cè)碰過(guò)程中防止電芯被擠壓起火的緩沖作用。
特斯拉Model Y車型的 CTC方案是直接讓電池包參與碰撞吸能，激進(jìn)的特斯拉拿掉了原本屬于車身的前地板和地板上的座椅橫梁，在電池包殼體上焊接了四根橫梁（位置與B柱和柱碰接觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)），這四根橫梁既用來(lái)安裝前排座椅，又參與側(cè)碰和柱碰的傳力，能夠防止電池包在側(cè)碰撞擊中被過(guò)渡擠壓。另外電池包殼體內(nèi)的膠也可以起到一定的碰撞緩沖作用。特斯拉采用了這樣一套方案解決了側(cè)面碰撞的潛在安全問(wèn)題。
CTC電池技術(shù)有助于將車輛的結(jié)構(gòu)平臺(tái)進(jìn)一步單元化，從而進(jìn)一步降低制造成本。馬斯克曾表示，采用了CTC電池技術(shù)后，配合一體化壓鑄技術(shù)，可以節(jié)省370 個(gè)零部件，為車身減重10% ，將每千瓦時(shí)的電池成本降低7%。
總結(jié)特斯拉CTC的優(yōu)勢(shì)如下：
1、節(jié)省空間。由于取消了模組，可在有限的空間內(nèi)塞更多的電池，有利于在更小的車型上實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)續(xù)航和高性能。
2、節(jié)省重量。取消原設(shè)計(jì)的地板，將電池殼蓋板和地板合二為一，減少了零件配置。
3、節(jié)省時(shí)間。簡(jiǎn)化零件，高度集成化設(shè)計(jì)，減少中間制造環(huán)節(jié)。
4、車身扭轉(zhuǎn)剛性更強(qiáng)。CTC整體結(jié)構(gòu)參與受力。
5、減少供應(yīng)商依賴度。CTC技術(shù)集成于車身上，主控權(quán)握在主機(jī)廠手中。
所有的事物均有兩面性，優(yōu)勢(shì)的背面就是劣勢(shì)，CTC也不例外。
總結(jié)特斯拉CTC的局限如下：
1、 維修便利性差。CTC作為車身結(jié)構(gòu)件，失去了獨(dú)立更換電池包的可能性和各種性價(jià)比超高的維修方案。比如同樣角度的碰撞導(dǎo)致底部結(jié)構(gòu)受損時(shí)，CTC方案可能無(wú)法單獨(dú)更換某一部分，需要整體更換車架+電池，就像國(guó)產(chǎn)特斯拉Model Y后一體壓鑄車身碰撞后大概率報(bào)全損一樣。
2、 無(wú)法實(shí)現(xiàn)換電技術(shù)。CTC是與車身整體高度集成的方案，電池與車身是一個(gè)密不可分的整體，這也就意味著特斯拉的CTC徹底斷絕了換電這一條補(bǔ)能技術(shù)路線。
03
盤點(diǎn)押寶CTC的車企
1. 特斯拉
特斯拉的CTC屬于承載式車身技術(shù)路線，電池框架與車身下車體（門檻梁、縱梁、橫梁、地板等）集成。所以，在裝配時(shí)應(yīng)該在上方整個(gè)車身完成裝配（主要是車身+前鑄件+后鑄件）后，再將電池結(jié)構(gòu)與車身完成連接。
特斯拉的概念是電池既是能源設(shè)備，也是結(jié)構(gòu)本身。特斯拉的核心理念就是做減法，集成、簡(jiǎn)化是其一貫的風(fēng)格。具體優(yōu)缺點(diǎn)在上一節(jié)已經(jīng)進(jìn)行了交代，此處不再贅述。
2. Canoo
Canoo是一家來(lái)自美國(guó)加州的電動(dòng)汽車初創(chuàng)公司，成立于2017年12月。Canoo最為出名的是滑板底盤，Canoo在2019年即推出了滑板式底盤，并提出將電池和底盤合二為一的方案。
不同于特斯拉將電芯直接集成到車身的無(wú)模組方案，
Canoo的方案是將模組集成到底盤。
3. 比亞迪
早在2021年9月8日，比亞迪就公布了基于純電專屬e平臺(tái)3.0中型平臺(tái)打造的全新概念車ocean-X，并宣布o(jì)cean-X上會(huì)采用CTC電池車身一體化技術(shù)。
4. 寧德時(shí)代
公開資料顯示，寧德時(shí)代計(jì)劃在2025年實(shí)現(xiàn)集成化CTC，2030年實(shí)現(xiàn)智能化CTC。
據(jù)悉，寧德時(shí)代的集成化CTC技術(shù)不僅會(huì)重新布置電池，還會(huì)納入包括電機(jī)、電控、DC/DC、OBC等動(dòng)力部件。寧德時(shí)代的CTC技術(shù)，將電芯與車身、底盤、電驅(qū)動(dòng)、熱管理及各類高低壓控制模塊等集成一體，使行駛里程突破1000公里；并通過(guò)智能化動(dòng)力域控制器優(yōu)化動(dòng)力分配和降低能耗。
5. 零跑汽車
4月25日，零跑汽車正式發(fā)布“CTC電池底盤一體化”技術(shù)，成為國(guó)內(nèi)首個(gè)“吃螃蟹”的車企。零跑科技可量產(chǎn)CTC電池底盤一體化技術(shù)，可使整車電池布置空間增加14.5%，綜合提升整車?yán)m(xù)航里程10%。該技術(shù)將在零跑的C平臺(tái)電動(dòng)中大型轎車零跑C01上率先量產(chǎn)應(yīng)用。
零跑科技電池產(chǎn)品線總經(jīng)理在這次發(fā)布會(huì)上分享道：“零跑智能動(dòng)力CTC技術(shù)，即cell -to -chassis，是指將電池、底盤和下車身進(jìn)行集成設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝的前沿技術(shù)。通過(guò)重新設(shè)計(jì)電池承載托盤，使整個(gè)下車體底盤結(jié)構(gòu)與電池托盤結(jié)構(gòu)耦合，創(chuàng)新了安裝工藝，真正做到了Less is more。通過(guò)減少冗余的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能有效減少零部件數(shù)量，在提升空間利用率和系統(tǒng)比能的同時(shí)，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)剛度得到大幅度提升。”
零跑汽車創(chuàng)新性的應(yīng)用了CTC雙骨架環(huán)形梁式結(jié)構(gòu)，將電池骨架結(jié)構(gòu)和車身結(jié)構(gòu)合二為一，既是車身結(jié)構(gòu)又是電池結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)效率更高。通過(guò)車身設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)電池密封，CTC技術(shù)借用現(xiàn)有基本結(jié)構(gòu)，利用車身縱梁、橫梁形成完整的密封結(jié)構(gòu)，相對(duì)于傳統(tǒng)汽車這是一大創(chuàng)新。
零跑的CTC方案相比傳統(tǒng)方案電池布置空間增加14.5%。CTC增加電池空間利用率，提升10%續(xù)航的同時(shí)提高電池保溫性能。CTC讓車身扭轉(zhuǎn)剛度提升25%，達(dá)到33897Nm/deg，整車重量降低15kg，助力駕駛性能、操控性進(jìn)一步提升。
此外，國(guó)內(nèi)外還有許多企業(yè)都重視起了CTC技術(shù)，國(guó)外像福特、沃爾沃、大眾和LG集團(tuán)，國(guó)內(nèi)初創(chuàng)公司悠跑科技以滑板底盤為主打，也會(huì)應(yīng)用CTC技術(shù)作為動(dòng)力支持。
04
零跑與特斯拉在CTC技術(shù)方案上的不同之處
外行看熱鬧，內(nèi)行看門道。國(guó)內(nèi)外兩個(gè)第一次吃螃蟹的車企，各位知道他們的吃相有何不同嗎？
特斯拉直接把4680圓柱形電芯排列在車身上，電池艙前后直接連接起兩個(gè)車身大型鑄件，取消原地板件，以電池上蓋代替，座椅直接安裝在電池上蓋上。電芯既是儲(chǔ)能載體，也是結(jié)構(gòu)本身。
零跑則是在乘員艙下面挖了一個(gè)洞，然后將電池模組從下往上通過(guò)栓接、膠接等固定方式懸吊在洞里，下面再用下蓋形成密封空間。但是零跑的方案少了傳統(tǒng)的電池包上蓋，改由車身+下蓋負(fù)責(zé)密封，對(duì)乘員艙防熱失控設(shè)計(jì)提出了新挑戰(zhàn)。
簡(jiǎn)而言之，兩者最大的不同是：特斯拉是將電芯直接堆在車身上；而零跑則是將模組堆在車身上，并沒有省略電芯→模組這一過(guò)程。
由于模組這個(gè)中間形態(tài)依然存在，所以零跑的CTC方案在空間釋放效率、集成度、成本優(yōu)勢(shì)、減少配件等各個(gè)方面都不如特斯拉極致。
但是，零跑的CTC實(shí)際上更易于量產(chǎn)，且維修便利性更好。零跑的CTC（其實(shí)是MTC）和特斯拉CTC相比這是一種比較折中的解決方案，較傳統(tǒng)方案改動(dòng)較小，車輛裝配工藝、電池包的固定形式改動(dòng)不多，模組的型號(hào)、尺寸、參數(shù)也與之前一致，可以大量沿用之前的設(shè)計(jì)方案，所以更容易量產(chǎn)。另外，由于下蓋可拆卸，所以維修便利。
總而言之，如果特斯拉的CTC技術(shù)是真CTC技術(shù)的話，那么零跑的CTC技術(shù)稱之為“MTC技術(shù)”更恰當(dāng)，Module to chassis，模組集成底盤一體化。
05
CTC技術(shù)預(yù)測(cè)
綜上所述，零跑的CTC雖然在輕量化程度上不及特斯拉極致，但是國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段易于推廣的量產(chǎn)方案。
特斯拉的CTC技術(shù)方案集成度高，相對(duì)靈活性差，并且可維修性差。維修問(wèn)題是行業(yè)亟待研究的課題。
目前另兩項(xiàng)熱點(diǎn)技術(shù)，滑板底盤、一體化壓鑄均與之有著共同的理念：高度集成化。取各方的交集，高度集成化；CTC與一體化壓鑄技術(shù)的結(jié)合，將會(huì)推進(jìn)滑板底盤的應(yīng)用進(jìn)程。
（文章來(lái)源： 汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟）
End
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