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CTC技术是电动汽车未来发展方向吗

2022-04-28 11:32:36 中国质量报

□ 胡立彪

近日,零跑科技发布其全域自研的新成果——智能动力CTC技术。零跑科技董事长朱江明在发布会上还宣布,将对CTC技术免费开放共享。对此,有业内人士表示,零跑科技在CTC技术上的努力或可形成示范,带动更多汽车相关企业在此方向开拓。

CTC是英文cell to chassis的首字母缩写,是指“将电池、底盘和下车身进行集成设计,简化产品设计和生产工艺的前沿技术”。

事实上,CTC技术算不上前沿。有人认为,CTC作为物理层面的创新,与其说是一种新技术,不如说是一种新理念。2020年9月,特斯拉曾发布CTC整包封装技术,即取消电池包设计,直接将电芯或模组安装在车身上。对于电动汽车采用CTC设计,特斯拉CEO马斯克有一个经典解释:原本飞机的燃料箱是放在机翼里的,后来发现燃料箱是多余的,于是就把燃料直接注入机翼内部,让整个机翼充当燃料箱,这样容纳的燃料就更多了。电动汽车动力电池也“没必要往盒子里再装一个盒子”。

CTC技术将电池组作为车身结构的一部分,连接前后两个车身大型铸件,取消原有座舱底板,座椅直接安装在电池上盖上。这样做不仅提升了空间利用率和系统比能量,还可以让车身与电池结构互补,使电池抗冲击能力及车身扭转刚度均得到大幅度提升。更重要的是,CTC技术有助于将车辆的结构平台进一步单元化,从而有效降低制造成本。马斯克曾表示,采用了CTC技术后,配合一体化压铸技术,可以节省370个零部件,为车身减重10%,将每千瓦时的电池成本降低7%。

是否是“终极”制造方式很难说,但目前看,电动汽车有往这个方向发展的趋势。有分析指出,动力电池技术发展至今经历了3个阶段。第一个阶段是标准化模组时代,此类动力电池是先由电芯(cell)组装成为模组(module),再把模组安装在电池包(pack)中,形成电芯—模组—电池包的三级装配模式。这种装配模式开发简单,但无法灵活地进行电量和电压配组,且零部件多、空间利用率低、整体重量大、系统成本高。为了实现降本增效,CTP(cell to pack)大模组技术应运而生,动力电池进入第二个阶段。CTP技术就是直接将电芯组装成电池包,省去中间的模组环节,实现了体积利用率和生产效率的提升,零件数量也进一步减少。但这还不够,为了将效率提升到极致,CTC技术出现了,动力电池发展也推进到第三阶段。

建筑界有句名言:Less is more。可译为“少即多”“简单即美”等。这一理念也适用于电动汽车发展。事实上,CTC技术的确做到了这一点。零跑科技提供的数据显示,CTC技术可以使整车垂直空间增加10毫米,电池布置空间增加14.5%;在续航方面,综合提升整车续航里程10%,未来可以实现“充电5分钟,续航超过200公里”的加油式充电;在性能方面,扭转刚度提升25%,轻量化系数达到2.4,提升20%。另外,在电池安全、电池寿命、电池性能等方面,均有不同程度的提升。

像特斯拉、零跑科技一样看好CTC技术的整车车企及动力电池企业还有不少。比如,去年3月,大众集团公开表示,将在下一代电池集成技术中考虑CTP和CTC两个方向;同年6月,沃尔沃表示其第三代电池系统集成技术的电池组将采用CTC方案;而2017年12月成立的美国电动汽车初创公司Canoo,到目前已推出了3款将电池和底盘合二为一的“滑板式底盘”电动汽车。在电池企业中,宁德时代宣布计划将在2025年前后正式推出高度集成化的CTC电池技术,2028年前后有望升级为第五代智能化的CTC电动底盘系统。

不过,对于CTC技术也有人并不看好。有业内专家认为,CTC技术存在明显的短板,电池包作为结构件的刚性、热失控管理等都有更高的要求,同时,一旦出现碰撞底板受损,维修将非常困难,且成本很高。从全生命周期看,电池回收也是一个难题。而且,CTC一体化设计要求整车企业与电池企业密切合作,但底盘和电池均包含大量核心技术,双方愿不愿进行技术分享,如何分配话语权等,这些问题解决不好恐怕都会成为CTC技术应用的障碍。

新能源汽车发展不能闭门造车,行业发展也不是一家一人之事,交流、合作、互联才是中国汽车做大做强的关键。CTC技术能行多广、走多远,我们拭目以待。

《中国质量报》【车国春秋】

(责任编辑:水川)
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