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零跑用上CTC電池續航破700公裡,一周充一次電就夠用?

最近零跑汽車的流量不錯,原因是CTC電池,也很可能成為第一個CTC量産的車企,而第一台用上這個技術的将會是零跑C01。

汽車制造企業之外,電池供應商巨頭甯德時代也在研發自己的CTC電池。業界普遍認為CTC是電池3.0時代的開始,可能會引起新能源汽車電池格局的改變,也有人認為CTC會成為行業的新風口。

是以,CTC到底是怎樣一種技術,它能實作什麼?

CTC電池技術,有哪些優勢?

目前比較流行的電池技術有很多,包括量産的CTP電池、已經小規模實作的換電技術以及即将量産的CTC電池底盤技術。

我們最熟悉的應該是CTP電池技術,也就是像比亞迪刀片電池這樣的産品,繞過來傳統模組層級,能量密度比原來更高,這是目前被車企、電池供應商所廣泛應用的技術。

換電技術,是可以更換整塊電池包的快速補能技術手段,在做的有蔚來換電站/甯德時代巧克力電池等。在整塊電池能量密度不夠高、充電效率低下的時候,換電絕對是個好選擇,但面臨的問題是不同車企使用電池規格不一樣,換電隻能在同品牌或同供應商的前提下完成,局限性較大。

換電,有些像智能手機沒有問世之前,我們使用的給手機換電池一樣的技術手段。但在智能手機電池技術得到提升之後,現在的智能手機都用上了電池機身一體化設計。

針對以上問題,CTC的優勢包括:

1.通用化技術,不受換電技術影響,由于電池規格/标準差異導緻無法共享換電站;

2.能實作提升續航裡程,并且能帶來更好的乘坐空間;

3.電芯融合在底盤之内,會帶來更舒适、更安全的駕駛體驗;在設計之初,

4.電池與車身就有極高的比對度。

最開始提出CTC技術的是特斯拉,但現在還沒量産;特斯拉之後甯德時代、LG、沃爾沃、零跑等公司也相繼提出了自己的CTC技術路線以及專利。

性能、安全、空間能兼顧,是CTC的功勞?

現有大部分電池包結構設計思路好比套娃式設計,多個電芯組成模組、多個模組組成一個電池包,再将電池包外挂置于車身地闆上。電池1.0到2.0時代擺脫的是模組,也就是目前的電芯即模組。

CTC電池,怎麼實作的空間使用率提高?用了CTC技術之後,沒有概念上的電池包,也不需要安裝上殼體,電芯直接融入汽車底盤内部,垂直高度(車内垂直空間)使用率會有所提升,也會提高整車的最低離地間隙,提高安全性。拿即将量産的零跑C01舉例,用了CTC技術之後,空間使用率比傳統電池包方案高了14.5%、整車減重5%,進而直接帶來的好處是續航成提升10%,90kWh電池包綜合續航裡程717公裡。

長續航,是如何實作的?在傳統思路上,提高電池續航裡程靠的是堆電池方案,而CTC方案讓電池布置擁有更高的空間使用率,一定程度上緩解了空間給續航讓步的問題。不過零跑給出的CTC方案内部沒有直接使用電芯,而還保留着電池模組,這種設計有些保守。

要說技術的“先進性”其實不是非常先進,無非就是電池包的疊代産品,1.0模組電池包、2.0去除模組減重加量、3.0去除整個電池包殼體融入底盤内部,做的還是減重加量的事,本質上沒有對電池的能量密度、元素配比做出改變。

CTC方案的問題和痛點,有哪些?

首先要明确的,這種從設計之初就要求電池、底盤兩個零部件有極高比對度的産品,從産生産工藝上就是一個難點,對生産工藝的要去非常高,而且成本也高,如果制造出現不合格返工維修的難度也會更高。

相對于目前廣泛應用的電池包,CTC底盤電池的內建性,讓底盤除了需要裝配電芯之外,還得完成制動系統、轉向系統、懸架系統等多方面的适配,是以前期的成品率是一個極大的挑戰。之外需要考慮的是一個比較現實的問題,使用CTC底盤電池的車輛如果核心零部件或底盤受損,那維修起來可能是一個很大的工程。

另外,這種設計需要讓電芯(或者模組)作為結構件的一部分擁有承載載荷能力。如何把電芯與上下結構件安全的固定起來,這是對電池的安全性、結構的合理性雙方面的挑戰。

零跑C01取消了電池包的箱體+上蓋,隻留下電池托盤,沒有像特斯拉一樣直接使用電芯,而是采用了整合後的模組,上方是兼具車身地闆功能的上蓋,座椅也直接安裝在上蓋上(特斯拉也采用類似的設計方案,取消的是車内地闆)。雖然這種設計的整體效率變得更高效,但對于整個底盤電池的氣密性是個考驗。

CTC電池方案最重要的一個痛點,除了零跑之外沒有任何一個企業開始真正啟用CTC,作為一向新技術,還沒有得到充分的市場驗證。而實際上零跑的CTC底盤電池從真正意義上來講,算不上“完全體”,畢竟沒有直接把電芯放置在其中而還是加入了電池模組這個環節。或許以後會慢慢疊代到直接采用電芯的CTC方案,或許有模組對于初期量産和之後的維修都是個好事。

總結

在提高電池能量密度這個發展方向上,元素配比已經幾乎發展到了極緻,之後就是結構做減法、電芯做加法,堆量換續航裡程。甯德時代開始着手研發CTC電池、特斯拉Model Y使用CTC電池的車已經開始小範圍内部測試。

發展到現在,終于有車企要把CTC底盤電池量産,但目前看來還不能視為“完全體”。 就這個技術本身而言,還是值得期待的,如果内部隻使用電芯的話續航裡程和車身重量還會進一步降低,但需要面對的是提高安全性能和更高的制造成本。

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