中國(guó)粉體網(wǎng)訊 北京時(shí)間2022年3月22日晚23點(diǎn),特斯拉德國(guó)柏林超級(jí)工廠舉行開工儀式。作為特斯拉在歐洲的第一座工廠,柏林工廠除了加快特斯拉在歐洲的訂單交付步伐,更重要地,馬斯克奉行的“第一性原理”將再次在生產(chǎn)端得以實(shí)踐--前后一體壓鑄式車身工藝、4680電池和CTC電池車身一體化技術(shù)。
其中,被外界視為技術(shù)變革又一風(fēng)口的CTC電池車身一體化技術(shù)也在柏林產(chǎn)Model Y和比亞迪海豹、零跑C01的漸次曝光中,得到更大范圍的關(guān)注。
在搞明白CTC技術(shù)之前,我們先來了解一下什么是CTP技術(shù),以及他們之間的聯(lián)系。
CTP技術(shù)
CTP技術(shù)全稱為Cell To Pack,通過取消模組設(shè)計(jì),直接將電芯集成為電池包,電池包又作為整車結(jié)構(gòu)件的一部分集成到車身地板上。
這種方式減少了模組本身的側(cè)板、端板(模組結(jié)構(gòu)件)和原本用于分隔模組以及幫助模組連接的橫梁、縱梁(電池包裝配支撐結(jié)構(gòu))等材料,整個(gè)電池結(jié)構(gòu)極大簡(jiǎn)化,利用空間得到釋放,同等尺寸的電池包容量得以擴(kuò)展、電池組質(zhì)量得以減輕,由此帶來電池能量密度的提高和成本的降低。
CTP技術(shù)現(xiàn)有兩種不同的路線。一是徹底取消模組的方案,以比亞迪刀片電池為代表;二是小模組整合為大模組的方案,以寧德時(shí)代CTP技術(shù)為代表。
比亞迪刀片電池 vs 寧德時(shí)代CTP(圖片來源:企業(yè)專利)
2019年9月,寧德時(shí)代全球首款CTP電池包量產(chǎn)下線,搭載于北汽EU5車型。較傳統(tǒng)電池包,其CTP電池包體積利用率提高了15%-20%,電池包零部件數(shù)量減少40%,生產(chǎn)效率提升了50%,能量密度可達(dá)到200Wh/kg以上。
比亞迪緊隨其后,于2020年3月發(fā)布其創(chuàng)新技術(shù)刀片電池。簡(jiǎn)單而言,將電芯寬度無限拉長(zhǎng),厚度做薄,實(shí)現(xiàn)900mm甚至快1m的超長(zhǎng)電芯,與傳統(tǒng)方形電池相比,呈現(xiàn)“扁平”和“長(zhǎng)條”形狀。
兩大頭部動(dòng)力電池大力推動(dòng)下,CTP技術(shù)經(jīng)過2020年的小規(guī)模試水,到2021年,已在多款爆款新能源乘用車上成熟應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)。在此背景下,2022年,將開啟CTP電池規(guī)模應(yīng)用元年。
一方面,2021年以來,寧德時(shí)代CTP電池包相繼在特斯拉Model 3、Model Y、小鵬P7、蔚來ES6等高性價(jià)比爆款車型規(guī)模導(dǎo)入。此前公開宣布搭載CTP電池的蔚來ET7也將于本月底開啟交付。
另一方面,比亞迪亦明確宣布旗下全系車型搭載刀片電池。2021年比亞迪乘用車銷售近60萬輛,2022年計(jì)劃推出不少于20款新車,包括漢DM-i、秦Plus DM-i、宋MAX DM-i等爆款車型的DMi版本。
與此同時(shí),蜂巢能源推出的短刀電池,同樣也將會(huì)以CTP的形式實(shí)現(xiàn)配套,目前已經(jīng)確定搭載在歐拉車型上。
除方形CTP電池外,包括捷威動(dòng)力遠(yuǎn)景動(dòng)力等軟包電池企業(yè)也在積極探索CTP方案。其中,捷威動(dòng)力基于軟包大模組概念推出的積木電池技術(shù)已成熟,送樣國(guó)際車企,國(guó)內(nèi)規(guī)模推廣在即;遠(yuǎn)景動(dòng)力軟包CTP同等空間內(nèi)電池容量將增加一倍,續(xù)航延長(zhǎng)至1000km,預(yù)計(jì)2024年量產(chǎn)。
CTC技術(shù)
CTC技術(shù)全稱為Cell to Chassis,寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群之前在中國(guó)汽車藍(lán)皮書論壇上是這樣介紹它的:“此技術(shù)將電芯和底盤集成一起,再把電機(jī)、電控、整車高壓如DC/DC、OBC等通過創(chuàng)新的架構(gòu)集成在一起,并通過智能化動(dòng)力域控制器優(yōu)化動(dòng)力分配和降低能耗。CTC將使新能源汽車成本可以直接和燃油車競(jìng)爭(zhēng),乘坐空間更大,底盤通過性變好!
CTC在某種意義上可理解為CTP的進(jìn)一步延伸,其核心在于省去模組、打包過程,將電芯直接集成到汽車底盤上,實(shí)現(xiàn)更高程度集成化。
傳統(tǒng)技術(shù) vs CTP vs CTC(圖片來源:電動(dòng)勢(shì))
但是,CTC又非CTP的簡(jiǎn)單延伸。CTP并沒有突破PACK本身,電池企業(yè)/專業(yè)PACK企業(yè)可以獨(dú)立完成開發(fā),技術(shù)并沒有延伸至下游。而CTC的出現(xiàn),將突破PACK的限制,直接涉及到汽車底盤,這是整車最為關(guān)鍵的核心部件,是整車廠商經(jīng)歷長(zhǎng)期發(fā)展所積累的核心優(yōu)勢(shì)所在,是電池企業(yè)/專業(yè)PACK企業(yè)難以獨(dú)立開發(fā)的。
縱觀國(guó)內(nèi)外所有潛在玩家,目前最接近量產(chǎn)的依舊是“先驅(qū)者”特斯拉。
特斯拉去年在柏林工廠舉辦的Giga Fest活動(dòng)中,展示了4680 Structural Battery(CTC)方案--4680電池包取消了模組設(shè)計(jì),電芯密集排布在車輛底盤中,電池上蓋肩負(fù)密封電池與車身地板兩項(xiàng)功能,座椅則可直接裝在電池包上。
特斯拉CTC(圖片來源:牛車網(wǎng))
寧德時(shí)代正在加快CTC的研發(fā)攻關(guān),并宣布計(jì)劃于2025年左右推出自己的CTC方案,并有望于2028年升級(jí)為下一代智能化CTC。
比亞迪只是在非官方口徑中,不經(jīng)意透露海豹將搭載CTC技術(shù)。而此前e平臺(tái)3.0發(fā)布的重要時(shí)刻,也僅僅是將這一點(diǎn)用“電池車身一體化”一筆帶過。
就目前來看,零跑汽車有望成為國(guó)內(nèi)廠商中最先吃到螃蟹的廠商。2022年2月25日,零跑汽車正式發(fā)布了一款全新汽車--零跑C01的預(yù)告圖。動(dòng)力系統(tǒng)方面,零跑C01將成為首款搭載CTC電池技術(shù)的量產(chǎn)車型,將于2022年第二季度正式發(fā)布。
目前電動(dòng)汽車最重要的技術(shù)指標(biāo),也是消費(fèi)者關(guān)注度高的,是汽車的續(xù)航里程,而對(duì)續(xù)航里程最直接的影響就是電池電量,因此增加電池電量就成為增加汽車?yán)m(xù)航里程的最有效方案。為了實(shí)現(xiàn)更高的電量,電池的集成趨勢(shì)已經(jīng)由小模組發(fā)展為大模組、超長(zhǎng)模組,甚至無模組方案,這種方式已經(jīng)在一定程度上提升了空間利用率,增加了電量。但是為了追求更苛刻的需求,所以提出結(jié)構(gòu)化電池的概念,讓電池本身成為車身的一部分(類似現(xiàn)代民航飛機(jī)將整個(gè)機(jī)翼作為油箱的思路),也就是CTC,也稱為電池車身一體化。
CTC技術(shù)是目前純電動(dòng)車電池與整車集成的發(fā)展趨勢(shì),然而要推廣CTC并非易事。特斯拉CTC技術(shù)的公開展示為行業(yè)內(nèi)CTC發(fā)展指引了方向,或?qū)⑵仁闺姵貜S商加快CTC研發(fā)和落地進(jìn)度。目前,寧德時(shí)代正在大力招聘汽車底盤技術(shù)相關(guān)的人才,這可能與其CTC布局有關(guān);國(guó)軒高科也與車企討論過CTC方案,認(rèn)為這在有限的范圍內(nèi)可行,但目前還沒有布局;蜂巢能源表示,從技術(shù)上來看CTC完全可以實(shí)現(xiàn),但目前重心仍然在CTP上。電池企業(yè)缺乏對(duì)車輛底盤的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累,雖然在CTC上有構(gòu)想,但若想在底盤技術(shù)上有所突破還需要較長(zhǎng)時(shí)間的積累。
參考資料:
電動(dòng)邦、高工鋰電、電動(dòng)勢(shì)、國(guó)海證券、未來智庫(kù)
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/長(zhǎng)安)
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