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零跑跟随特斯拉,一文读懂CTC技术的优缺点

零跑跟随特斯拉,一文读懂CTC技术的优缺点

在电动化进程中,当前汽车行业内已经形成了两条电池技术路线,即以蔚来为代表所采用的“换电方案”和以特斯拉为代表所采用的“CTC方案”。前者意图通过独立的电池组提高换电便利性,后者则专注将电芯与车身高度集成,更加高效的装载更多电芯。由于结构上的本质差异,这二者间存在着对立关系。而就在不久前,零跑汽车对此做出了自己的选择,坚定追寻了以特斯拉为代表的CTC技术方案。

4月25日,零跑汽车发布了自研的“零跑智能动力CTC技术”,并宣布将对该技术进行免费开放共享。根据官方信息显示,该技术实现了电池模组与下车身的集成,优化了车辆的空间利用率与车身刚性,有助于提升车辆在多方面的综合表现。

在正文之前,我们先来梳理一下本次零跑技术发布的核心信息:

1.零跑发布智能动力CTC技术,并将技术进行了免费共享

2.CTC技术是将电池、底盘和下车身进行集成设计

3.CTC技术有助于提升空间、续航、车身刚性、并降低制造成本,但也会提后期高维护难度和成本

4.零跑C01将采用该技术,实现700km以上的续航水平

零跑跟随特斯拉,一文读懂CTC技术的优缺点

什么是CTC:取消电池包,高度集成化

想要理解CTC技术,我们不妨从电池组的设计聊起。从阶段上看,我们可以将电池组的设计方案分为三个阶段,即“传统方案”、“CTP方案”和“CTC方案”。

在最初的传统方案阶段,工程师会将电芯(Cell)打包成模组(Module),再将模组打包进电池包(Pack)。这样的结构设计集成化程度较低,可以为热管理系统、防护层等部分提供更为宽裕的布置条件。但同时,较低的集成化程度也导致其很难在有限的空间下装载更多的电芯,能量密度有限。

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为了解决这一问题,有的企业开发了更大的模组,有的企业选择了方形电芯,无非都是想通过“挤一挤”,来提升电池组的能量密度,从而在有限的空间基础上提高车辆的续航水平。

而随着电池包结构技术的发展,工程师逐渐发现,似乎去掉模组也能实现附件体系的布局,节省下的空间还能装进更多的电芯。于是,“CTP方案”便应运而生了。

顾名思义,CTP即“Cell to Pack”,是一种跳过模组环节、直接将电芯集成进电池包的技术方案。目前,市面中的中高端纯电车型已经大规模应用了这一技术。

至于行业内最新的CTC方案,同样是根据这一思路,取消电池包环节,直接将电芯集成到了车辆的底盘结构中,从而在整车结构布局的角度上进一步提高空间的利用效率。

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不过需要指出的是,零跑本次发布的CTC方案并非业内最为激进的“电芯-底盘”,而是“电芯-模组-底盘”。相较于前者,零跑CTC方案的不同之处在于多出了模组这一中间环节,相同之处则是其同样省略了电池包。当然,从结果来看,尽管多出了模组这一中间环节,零跑的CTC方案依然能够被视为一种积极的创新,有效提升了车辆的综合性能表现。

CTC的优势:空间、续航、操控、成本

理解了CTP技术本身的含义,我们再来看看零跑本次发布的CTP技术有着怎样的实际意义。在直接影响消费者用车体验的方面,CTC的积极意义可以被看作是两个方向上的三种收获。

首先,CTP技术的最大意义在于空间利用效率的提升,这直接带来了两项收益,即续航表现的提升和车内空间的提升。

聚焦前者,由于CTC的空间优势,在零跑最新产品C01中,其电池容量空间相比传统方案增加了14.5%,进而使得续航水平提升10%,达到了700km+的水准。

同样是由于CTC的空间布局优势,相比传统电池布置方案,零跑C01在车身垂直空间上增加了10mm,一定程度上优化的车内乘员的乘坐感受。

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而聚焦后者,由于CTC布局将电池组与底盘进行了集成,形成了CTC双骨架环形梁式结构,整车车身的扭转刚度也能实现25%的提升。对于用户来说,这一指标最为核心的意义就是操控感受和NVH的提升。

除此之外,因为CTC技术简化了电池组结构,其还能帮助车企减少零部件管理压力,简化安装制造流程,在生产制造环节上帮助车企将本提效。根据零跑官方信息显示,CTC技术相较传统动力电池布置方案,在零部件数量上减少了20%,结构件成本降低了15%。

另外,在安全方面,基于双骨架环形里梁式结构,电池包的物理碰撞安全能够得到有效的保障。而在电池管理系统上,零跑开发了“AI BMS大数据智能电池管理系统”,将BMS和云平台进行结合并加以分析,在传统的实时监测之外增加了智能预测能力。其可以根据用户的实际使用情况,对电池状态寿命等进行中长期预警,更加灵活的调配能量。

CTC的不足:不可换电,维护成本较高当然,一项技术必然具有两面性,有了优势就一定会有弊端,CTC技术也是一样。聚焦其负面影响,首先就要考虑补能场景。由于电池组和底盘的高度集成关系,应用CTC方案的车辆将难以适配换电补能。毕竟换电模式更加追求换电操作的便利性,这就对电池组的独立性提出了更高的要求,电池包可以被视为换电模式不可或缺的一部分。而采用CTC方案的车型核心优势便是取消了电池包这一结构,换电操作几乎不可能实现。

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而从碰撞事故的角度看,由于电池组和底盘的一体设计,当车辆底盘区域受到碰撞形变后,维修方案将涉及更多的整体结构件,成本亦会有所增加。虽然对于前者,零跑寄希望于通过兼容未来的800V高压平台,引入超级快充来解决补能问题。对于后者,结构上影响空间利用率的模组反而也在一定程度上提供了维修便利,但上述负面影响对于用户来说依然不可忽视。

CTC之于零跑:补全智能动力拼图

在行业的变革时期,技术驱动正成为车企发展的主流。在去年的广州车展中,零跑汽车提出了“智能汽车完全体”这一概念。零跑认为,想要实现全车智能控制,智能座舱、智能驾驶和智能动力三个方面便缺一不可。

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此前,零跑已经发布了“盘古油冷电驱总成”这一智能电驱技术,本次发布的“CTC电池底盘一体化技术”则归属于智能电池技术,与前者共同支撑起了零跑的“智能动力”技术板块。可以说,CTC技术的发布,的确是零跑布局智能汽车自研体系进程中的标志性一步。

基于上述技术,零跑旗下基于C平台打造的全新电动中大型轿车零跑C01也将在不久后正式发布。作为品牌上探的全新旗舰,零跑C01将实现3秒级的加速能力、700公里级的续航水平以及5米级的车身长度。

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尽管在总体研发投入上,零跑的研发费用相较“蔚小理”还有明显差距,零跑的整体销量水平也和“蔚小理”有着一定距离,但纵观零跑近一年来的发展布局,我们依然能够对其中期发展报以乐观的预期。

依托布局入门市场的零跑T03和定位中型SUV的零跑C11,零跑汽车在2021年全年累计交付量达到了43,121辆。并且,零跑汽车的单月交付量持续实现了较大幅度的环比增长,并在今年3月份实现了交付破万,呈现出了积极的发展态势。我们也有理由相信,随着新车C01的到来,零跑汽车的整体销量还将得到更为有力的支撑。

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