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沒有電池包的世界,才是未來?

以往都是玩猜車比較多,今天來點不一樣的,我們來認電池。

刀片電池、彈匣電池、琥珀電池、18650電池、523電池、4680電池、固态電池、半固态電池、小米彩虹電池......

請問在不求助網絡和場外支援的情況下,除了最後一個來搗亂的,你認識幾個?

沒有電池包的世界,才是未來?

盲猜除了知名度最高的刀片電池以外,大多數人看到其它關于“電池”的名詞都是一臉懵逼的狀态。很正常,普通人沒幾個會了解到如此全面。畢竟了解再多,買車的時候也不會多優惠1毛錢。但是,擁有基本的電池知識儲備,可以很好地幫助你避開一些營銷陷阱。

上面提到的所有名詞,并不完全指電池類型。根據命名規則不同,有的說明電芯規格,有的形容電池封裝形态。但無一例外的是,當它們布置到整車上時,均離不開“VDA标準化模組”“CTP一體化大模組”“CTC電池底盤一體化技術”這幾個關鍵詞。從VDA到CTP,再到CTC,動力電池行業已經進入3.0時代。

而率先帶我們進入動力電池3.0時代的,就是零跑。因為就在4月25日,零跑剛剛正式對外釋出了自己的最新自研成果——國内首款可量産CTC電池底盤一體化技術,并有望最快在今年8月份開始分批傳遞的零跑C01上實作應用。

沒有電池包的世界,才是未來?

很多人看到這或許會疑問:為什麼一項很有可能引領電動車市場未來變革的新技術是由零跑率先提出并實作量産的?别着急,今天我們就來解開這個問題。

零跑為何會押注CTC?

動力電池作為電動車的“油箱”,一直伴随着電動車的發展而不斷改進。一開始的标準化模組電池能量密度低,零部件也多,各模組之間間隔較大,電芯在電池包中的體積占比不高,導緻重量與體積上去了,但電池容量、車輛續航卻沒有明顯提升。

是以,大模組一直是動力電池發展的趨勢,通過減少模組數量,就可以将更多空間留給電芯,進而提升能量密度。當大模組發展到極緻,就是去掉“模組”這個中介。相當于整個電池包即是唯一的模組,一個個電芯直接組成電池包,即CTP(Cell to Pack)。

不過,CTP電池包對安全性要求很高,因為單個電芯出現問題都有可能導緻熱失控。是以,多數CTP技術都使用相對穩定的磷酸鐵锂電池,比如很多人熟知的“刀片電池”。

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當然了,CTP雖然将整個電池包變為一個大模組,但電池包本身仍然與車身脫節,安裝電池包還要額外預留白間。

為了将寶貴的電池倉空間最大化利用,零跑CTC電池底盤一體化技術應運而生。通過将電池、底盤和下車身進行內建,并減少上蓋等備援的結構設計後,有效降低了零部件數量,并預留出更多空間布置電芯。同時,得益于車身與電池結構互補,零跑CTC技術使電池抗沖擊能力及車身扭轉剛度均大幅提升。

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在擁有CTC技術的車型上,你可以簡單地了解為白車身也是電池殼體的一部分。也就是說,從零跑釋出CTC電池底盤一體化技術開始,“電池包(PACK)”這一概念即将在高端電動車中成為曆史。

而是否采用CTC技術,也将成為未來評定一款電動車是否進階的重要标志之一。

既然談到了電池底盤一體化,就不得不提一下滑闆底盤的概念。因為轉向、懸架等底盤件統一被內建在獨立的下車體上,是以滑闆底盤要實作的前提,是必須基于CTC電池底盤一體化技術的支援。也就是說,CTC其實是滑闆底盤的必要條件。

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說到這可能會有人提出疑問,電池能量密度再高,目前單車續航也很難有跨越式的突破,為何不采用已經進入商用階段的換電技術呢?

事實上,換電技術尚且沒有統一的技術标準,換電站仍然依賴車企自主進行建設,速度慢、密度低。并且,換電非但不能像CTC一樣減少零部件,反而增加了不少結構設計,在能量密度、電池抗沖擊能力上都不如CTC。至于說換電效率高,未來搭載零跑CTC技術的車型可相容800V高壓系統,能實作“加油式快充”:充電5分鐘續航200km,并不會比換電慢多少。

目前,特斯拉已經明确表示采用4680電芯的下一代産品就會采用CTC技術,并已經在柏林工廠展示初期産品。而比亞迪在e3.0平台上也已經開始選擇CTC作為下一代技術方向,目前的消息是在尚未釋出的海洋系列新品“海豹”上将會采用CTC技術。

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從整個行業的發展趨勢來看,不管是技術層面還是企業層面,CTC已經無可争議地成為了動力電池的第三次技術風潮。不過,目前市場上主流車型都還處于标準化模組往CTP一體化大模組更新的過程中,而CTC在量産車上尚且沒有大規模搭載,即将推出的零跑C01将會是全球首台搭載CTC技術的轎車。

為什麼零跑能在CTC量産上領跑?

2016年,特斯拉在探究大模組動力電池可行性的時候,已經意識到CTC會成為未來電動車理想的電池封裝方案。隻不過到今天為止,特斯拉距離實作CTC量産預計還有一段時間。同樣是在2016年,零跑汽車董事長朱江明從手機電池由分離式變成機身一體化中獲得靈感,也提出了CTC概念方案,随後零跑便成立跨部門項目組,專項研發CTC技術。

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其實,這種“敢為人先”和“認定了就立馬行動”的精神,已經刻在了零跑人的DNA裡。2019年9月,零跑S01首次将紅外攝像頭應用于量産車上,實作當時在行業内還十分超前的人臉識别功能,進而可以進行駕駛員疲勞監測,以及可以根據駕駛員身份資訊比對自動調節座椅、音樂、空調、後視鏡等等功能。沒錯,這就是現在已經很火的智能座艙的雛形。而如今在C11上,零跑的智能座艙功能中與駕駛員身份相關的自動适配功能已經多達18項,在即将實作傳遞的C01上,這個數字會變成25項以上。由此也可見,在很多技術創新和應用領域,零跑不僅是發起者,更是引領者。

可能有小夥伴比較好奇,CTC電池底盤一體化技術的主體仍然是電池,那為何很少看到有電池廠商發聲,反而是整車企業在積極推進CTC技術呢?

這主要還是因為CTC電池底盤一體化技術除了電池之外,涉及到白車身、底盤相關系統的技術較多,電池廠商在沒有整車平台的情況下通常在可試驗性、主動性上都不如整車企業。不過,由于CTC技術已經是行業公認的下一代動力電池布置方案,是以包括“電池大王”甯德時代在内的頭部電池廠商也開始布局CTC,但預計要到2024年以後才會有相對成熟的量産方案面世。

是以,零跑能成為全球首個量産CTC技術的車企,除了掌舵人的未雨綢缪之外,還在于零跑汽車從一開始就選擇了全域自研這條雖然短期困難,但長期受益的技術方向。

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由于立足全域自研,零跑在隻購買電芯的情況下,可以自主生産模組、PACK,擁有将電池與車身內建的技術。是以,當探讨如何在有限的車身空間下放入更多電芯時,零跑有實力去推論将電池殼體與車身底盤合二為一的可行性。

也正因為看準了這一技術方向,是以零跑并沒有耗費過多的精力與資源去探究其它技術分支,反而在2018年成為行業内較早完成CTP一體化大模組的車企,并最終總結出智能電動車下一時代的技術,即零跑智能動力CTC電池底盤一體化技術。

正如朱江明所言,“我們的創新,一定要基于電動車和燃油車的差異去創新,而不是盲目地去搞創新。”

沒有電池包的世界,才是未來?

當然,堅持全域自研的結果也進一步展現在零跑所獲得的專利數量上。截至今年3月份,整車方面零跑已獲得及申報在途專利達到1513項,其中發明專利占比超過40%;電池技術方面已獲得及申報在途專利達到135項,其中發明專利占比55.5%。

憑借技術、服務雙口碑的優勢,零跑也在市場上屢屢獲得消費者青睐。根據最新資料,零跑今年3月傳遞量為10059台,環比增長193%,月銷首次突破萬台大關。Q1零跑汽車已累計傳遞21579台,月傳遞量同比增速連續12個月超200%,已經進階新勢力第一陣營。

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CTC給零跑C01帶來了什麼?

技術的載體永遠是産品,當CTC電池底盤一體化技術應用到零跑C01上時,都展現出哪些特點?相比傳統電池布置方案,零跑C01又擁有哪些優勢?

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介于前面已經提到了關于CTC的結構,這裡長話短說,我将CTC為零跑C01帶來的優勢歸納為以下四個方面:

更大空間:消除電池包的安裝空間後,車内垂直空間提升10mm,頭部空間更加寬敞舒适。

更長續航:相比傳統布置方案增加14.5%電池容量空間。同時,通過增加電池保溫層,所有搭載零跑CTC技術的車型在冬季續航性能上更可靠;配合AI BMS大資料電池管理系統帶來的能耗經濟性管理,零跑CTC技術綜合提升整車續航裡程達10%。

更強性能:電池、底盤合二為一,結構互補,使車身剛性提升25%,與此同時車身減重15kg,有效降低簧下品質後還能進一步提升操控性能。

更高安全:零跑CTC雙骨架環形梁式結構、AI BMS大資料智能電池管理系統實時守護,超過30項安全性能測試,其中多項遠超國家标準。

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除此之外,基于CTC電池底盤一體化技術,零跑C01可持續進化能力相比過去的電動車會更強。比如未來可相容800V高壓平台,最高支援400kW超級快充,進而實作充電5分鐘,續航200km的“加油式充電”。

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當然了,零跑C01不但是全球首款搭載CTC技術的量産轎車,也代表着零跑汽車7年全域自研的最高水準,是零跑的旗艦産品。是以,這台車在其他方面的實力也基本都是天花闆級。

比如,在采用高性能自研三合一油冷電驅總成後,零跑C01擁有堪比超跑的3秒級零百加速能力;車身長度達到5050mm,軸距達到2930mm,後排腿部空間達到319mm,全車擁有19處儲物空間,後備箱容積接近500L;在90kWh動力電池的加持下,可實作綜合工況717km續航。

大師觀察

“我們自己的口号就是‘為人民造豪車’,希望大家花普通産品的錢,買到豪華品質的車,這是我們的目标。”零跑汽車董事長朱江明對于零跑核心品牌價值的解讀,也為我們解答了為何零跑要堅持自研,堅持創新,堅持對品質的精益求精。

誠然,要把一台車的單項名額做到優秀不難,但要打造像零跑C01這樣集各領域之大成的車型,對任何一家汽車企業來說都非易事。相信有了如此堅定的信念和掌握核心技術的底氣,CTC技術不僅會成為下一個引領行業變革的新趨勢,更将助力零跑C01重新定義中大型電動轎車價值标杆。