【摘要】
CTC（Cell to Chasis）技術目前正處于從概念到量產的階段。2020年9月特斯拉在電池日上發布了4680電芯、CTC技術和一體化壓鑄技術，并宣布其柏林工廠將采用CTC技術生產Model Y。2022年3月，零跑科技發布了旗下第四款車型C01，預計4月首發，6月預售，8月上市，或將成為首款搭載CTC電池技術的量產車型。
當技術尚處于概念階段的時候，往往看來起來比較遙遠；但當技術開始落地時，進展往往會超出預期。以下主要對布局和計劃應用CTC技術的公司及其相關的技術方案進行了進一步梳理。
從目前的進展上看，特斯拉、Canoo和零跑處于量產/準量產階段，而三者的技術方案有所差別：
特斯拉的方案：取消模組設計，直接使用電芯進行集成，并取消座艙底板，取代以電池上蓋；
Canoo的方案：將模組布置在底盤中間由縱橫梁構建的隔間內，通過支架的上蓋和底板對模組進行密封；
零跑的方案：采用了模組集成的方式，去掉電池包的上蓋，將電池包的其他部分與整車底盤集成。
除了特斯拉、Canoo和零跑之外，整車企業如比亞迪、大眾、沃爾沃、福特，電池企業如寧德時代、LG，創業公司如悠跑科技等，均在CTC技術的研發與應用上有所布局。
隨著越來越多的企業研發、布局、應用CTC技術，CTC技術有望加速實現大規模的量產應用。
1）特斯拉
電池既是能源設備，也是結構本身。在2020年9月的電池日上，特斯拉發布了全新的整包封裝技術 CTC（Cell toChassis），即取消Pack設計，直接將電芯或模組安裝在車身上。應用CTC技術后的新架構是物理層面的創新，將電池組作為車身結構的一部分，連接前后兩個車身大型鑄件，取消原有座艙底板，取代以電池上蓋，座椅直接安裝在電池上蓋上。
CTC技術有助于將車輛的結構平臺進一步單元化，從而進一步降低制造成本。馬斯克曾表示，采用了CTC技術后，配合一體化壓鑄技術，可以節省370個零部件，為車身減重10%，將每千瓦時的電池成本降低7%。
CTC技術并非僅適用4680電芯，同樣適用其2170電芯，預計未來還會兼容其它尺寸電芯。根據柏林工廠開放日釋放的信息，特斯拉柏林工廠將采用CTC技術生產Model Y。
座椅直接安裝在電池上蓋上：
電池組作為車身結構一部分，前后鏈接大型鑄件：
特斯拉4680
特斯拉的4680 structure battery方案具有以下特點：
4680 電芯正極朝上放置，從車身橫向布置，電芯采用側面冷卻的方式；
通過膠粘劑填充電芯上下以及電芯之間的距離，提高整個電池系統的強度、剛度和抗扭、抗剪切力，膠除了結構連接之外，對導熱也起到一定阻隔的效果；
電池的上蓋涵蓋了密封電池和車身地板的兩個功能，由多個結構加強結合在一起，前排座椅的承載結構所在箱蓋有加強設計，座椅承載件橫向布置，對整車橫向碰撞起到加強作用；
該方案屬于承載式車身技術路線，是將電池框架與車身下車體集成，在裝配時在上方整個車身完成裝配（車身+前鑄件+后鑄件）后，再將structurebattery 與車身完成連接。
4680電芯正極朝上放置：
座椅承載結構的加強設計：
2）Canoo
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。
Canoo采用的滑板式底盤結構中，并沒有設計單獨的動力電池包，而是將動力電池組與底盤融為一體，在減輕底盤重量的同時也可以降低一部分成本。
Canoo目前推出了三款車型，分別是CanooLifestyle Vehicle、Muti-Purpose Delivery Vehicle和Pickup Truck，均基于其滑板底盤式純電平臺開發。
Canoo的滑板式底盤及應用的車型：
不同于特斯拉將電芯直接集成到底盤的方案，Canoo的方案是將模組集成到底盤。
從公布的專利看，Canoo的方案主要是將模組布置在底盤中間，由縱橫梁構建的隔間內，前后四個模組沿軸向、中間四個模組沿橫向：
兩側模組沿著軸向方向進行布置，這樣可以作為底盤的縱向結構件，增強底盤的剛度，以抵抗在前后碰撞時造成的形變；同樣，中間的模組橫向進行布置，可以增強在側碰時的剛度，抵御側碰帶來的形變。
由于沒有電池箱體，對模組的密封與防護由支架的上蓋和底板來完成。Canoo將支架與模組密封起來。此外為了加強對底部沖擊的防護，在底板的外面增加一層底部防護板。
Canoo的模組集成方案：
Canoo通過上蓋和底板密封和防護模組：
3）零跑汽車：
2022年3月，零跑汽車發布旗下第四款車型C01，定位純電中大型轎車，或將成為首款搭載CTC電池技術的量產車型，預計4月首發，6月預售，8月上市。
CTC電池底盤一體化技術的量產，標志著零跑的動力電池技術經過VDA標準化模組（1.0時代）、 CTP大模組（2.0時代）后，進入了3.0全新時代。
根據零跑的發布，CTC 電池底盤一體化技術將電池與下車身、底盤進行集成設計，讓零部件數量減少20％，結構件成本減低15％，整車剛度提高25％，簡化了總裝工藝，高度集成化和模塊化。
零跑的電池技術迭代過程：
結合零跑的專利以及其公布的CTC示意圖看，我們認為零跑的CTC方案主要有兩個特點：①模組集成；②去掉電池包上蓋與整車集成。
模組集成：零跑的方案并沒有做電芯直接集成，而是采用了模組集成的方式。該方案在目前階段更容易實現，此外能夠具備較好的維修性。
去掉電池包上蓋與整車集成：零跑的CTC集成方案是去掉電池包的上蓋，但電池包其他部分、以及與整車的裝配、固定是基本不變的。該方案下整車的裝配線，工藝等不需要做大的調整，可以繼續沿用；但由于少了上蓋，整包的密封和對乘員艙的熱失控需要加強。
零跑的CTC方案：
4）比亞迪：
2021年9月8日，比亞迪發布全新e平臺3.0。e3.0平臺全系標配刀片電池，通過電池車身一體化、純電專屬傳力路徑強化電動汽車的車身強度，讓燃油汽車結構的上限成為電動汽車的下限。
發布會上還公布了基于純電專屬e平臺3.0中型平臺打造的全新概念車ocean-X，并宣布ocean-X上會采用電池車身一體化技術。
海豹作為e3.0平臺將要推出的最重磅的車型之一，預計也將搭載電池車身一體化技術。而根據新出行的報道，從目前 CTC 技術基礎來看，采用 CTC 技術的車型相較于 CTP 技術，電池容量將比后者高出 5%-10% 的區間。
5）大眾集團：
2021年7月，大眾集團在Power Day上宣布將采用Cell2 toPack（CTP）以及Cell to Car（CTC）技術。
在此前的大眾集團高壓系統負責人Dr. HolgerManz的報告《Future Trends on Battery Systems-ready for thenext Generation》中，介紹了大眾集團降電池成本途徑主要在于標準化、模塊化和簡化。目前大眾的MEB平臺化技術，主要為標準模組技術（Cell-Module），未來將在此基礎上開發應用CTP以及CTC技術。
大眾集團的CTC技術規劃：
6）沃爾沃：
2021年6月30日，沃爾沃汽車集團發布Volvo CarsTech Moment，在活動上，沃爾沃透露了諸多動力電池技術方面的信息，包括第二代PACK技術、下一代CTC方案以及自產電芯等。
在第三代電動汽車產品方面，沃爾沃表示其第三代電池系統集成技術的電池組將成為汽車結構不可或缺的一部分，這意味著或將是CTC方案，從而獲得更高的能量密度（1000 Wh/L）和更長的續航（1000km）。
該技術與特斯拉、大眾、寧德時代等企業的方案類似，路線都是進一步減少模組層級不必要的結構，將電芯和底盤集成一起，再把電機、電控、整車高壓如DC/DC、OBC等通過創新的架構集成在一起。
沃爾沃的電池技術路線規劃和電池集成方案示意：
7）福特：
福特在2019年的專利《Body-on-frameelectric vehicle with battery pack integral to frame》中，即給出了一種把電池集成到車體底板的方案。
在福特的專利中，該方案在車身左右框架中設置多根橫梁，由這些橫梁對整個結構進行分割，在里面容納電池，分割出來的空間下面通過底板進行支撐。
福特將電池集成到車體底板的專利方案：
8）寧德時代：
寧德時代計劃在2025年實現集成化CTC，2030年實現智能化CTC。
根據寧德時代董事長曾毓群介紹，寧德時代的集成化CTC技術不僅會重新布置電池，還會納入包括電機、電控、DC/DC、OBC等動力部件。
寧德時代的CTC技術，將電芯與車身、底盤、電驅動、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；并通過智能化動力域控制器優化動力分配和降低能耗，百公里電耗降至12度以下。
寧德時代系統集成技術規劃：
9）LG：
LG同樣在2019年申請了相關的專利《Under Bodyfor Vehicle》，將電池包的下箱體和車底盤進行集成，但從專利上看該方案實際上還是將模組集成到底盤上。
LG的該方案可以進一步去掉冗余結構件，提高模組的空間利用率和系統比能，同時簡化電池系統和整車的工藝。該方案以框架的形式在底盤上構建了用于安裝模組并提供防護的一個托盤，模組安裝于下托盤縱橫梁形成的隔間內，通過螺栓與底盤固定起來?？蚣艿那岸肆粲锌臻g，用于安裝BMS及高壓控制器件，兩側及中間的通道用于高低壓走線。
LG的電池包的下箱體和車底盤集成方案：
10）悠跑科技：
創業公司悠跑科技主打標準化的UP超級底盤，CTC電池系統是其UP超級底盤的重要組成部分。
悠跑科技UP超級底盤的CTC電池系統可以帶來以下優勢：①電池艙有效容積增加10%；②同等車長，續航提升10%；③最高續航可達到1000km以上；④可為客戶提供靈活的電池組合方案。
悠跑科技UP超級底盤采用的CTC電池系統：
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
