电池底盘一体化,零跑的突围进行时

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智阅汽车04-28

与燃油车相比,眼下电动车还有什么关键短板?恐怕只剩电池了。

再具体一点,应该是电池与电池的补充技术,前者能量密度直接决定着电动车的续航能力,后者补能效率的发展速度将决定未来电动车能否尽早实现“加油式”充电。

为此,工程师们做出诸多努力,也基本是朝着这两个大方向去深耕、去推进动力电池技术迭代,以让电动车跑得更远。

一是在车身本体上想办法,即:尽可能给车辆“瘦身”来塞下更大容量电池,或者升级更加节能高效的电机;二是在补能方式上进行延展,提高快充速度或采用换电模式等。

不久前零跑汽车发布的CTC电池底盘一体化技术,就是对第一种技术方向的升华和落地,它的技术要义在于,如何在有限的底盘空间里塞进更多的电池。

不妨先简短回顾下动力电池的发展史。

在传统EV时代,电芯需要经过模组、电池包两个环节打包,再安装到车辆底盘上,占空间,又费时费力;

后来衍生的CTP电池,电芯绕过了模组直接打包为电池包,省去的模组组装环节,让电池包的空间利用率提高、重量减轻、能量密度提升、成本下降,绝大多数厂商才刚刚走到这一步;

而CTC技术,则省掉了电芯到模组、再到电池包的两个步骤,直接将电芯集成在汽车底盘中,以底盘的上下板作为电池壳体和盖板,使得电芯直接成为底盘结构件的一部分。

其技术精华是,电芯既是电量的载体,同时也是车身结构的一部分,会参与碰撞受力,同时还实现了空间、性能、续航、安全的完美结合,高度集成化是核心。

当然,CTC技术也有缺点。CTC作为高度集成的电池整合方案,也意味着彻底断绝了换电这一条补能路线;同时作为车身结构件,当碰撞导致底盘结构受损时,CTC方案可能需要整体更换车架+电池,车辆维修成本更高。

不过,这并不妨碍眼下越来越多的车企已经把CTC作为未来技术路线的重点方向。

此前宁德时代董事长曾毓群曾公开强调CTC的重要性,“这项电池技术最终落地,将使新能源车成本能直接和燃油车竞争,我们也正在大力研发推进,争取在2024年量产运用”;沃尔沃和大众集团两家传统车企巨头,在2021年举办的战略发展大会上也都不约而同地提及CTC。

有业内人士曾分析,目前在整车、电池两个行业中最接近实现CTC技术的是比亚迪和特斯拉,尽管量产时间未定,但在美国当地时间4月7日,特斯拉位于得克萨斯州的全新超级工厂已投入使用,其采用CTC技术、4680电池以及前后一体式压铸的全新Model Y,已经开始小范围向内部员工交付。

可以看到,在行业还普遍处于传统模组1.0时代向CTP大模组技术过渡之时,这次零跑无疑先人一步,实现了CTC技术量产落地。

但与特斯拉的“至极”的方案风格不同,零跑CTC技术更像一个Tier 0.5,是一个比较折中的方案。

比如特斯拉的CTC技术,是直接将4680圆柱形电芯排列在底盘上,电池舱前后链接起两个车身大型铸件,座舱地板用电池上盖来代替,座椅直接安装在电池上盖上。

零跑的做法是乘员舱下方挖了一个电池仓,再将模组从下往上通过栓接、胶接等固定方式悬吊在洞里,再用下盖形成密封空间。

简单来说,特斯拉是将电芯直接堆在底盘上,而零跑则是将模组堆在底盘上,并没有省略电芯到模组的环节。

因此,零跑这套CTC方案在集成度、空间利用率、成本优势等维度上都不如特斯拉做得极致,但这套折中方案也不乏闪光点和独特的思考。

首先是易维修、易量产。

由于零跑的CTC技术对车辆装配工艺、电池包的固定形式改动不多,电池模组尺寸、参数也与之前一致,所以能广泛沿用此前的设计方案,更容易量产,零跑官方宣称,其通过高度集成化和模块化,可跨平台适配未来各级别、类型的车型,也验证了这一优势;而且得益于下盖是可以打开的,维修便利性更好。

其次是兼顾安全和NVH。

其在外部增加了保护气体包,包内充有压缩氮气,通过管路与电池仓连接。当车辆撞击,加速度传感器、温度传感器监测到数值变化时,会将保护气体包内的压缩气体压入电池仓内部并排出空气,形成缺氧环境,来抑制热失控和自燃。

在结构强度上,零跑设计一系列的横梁、纵梁、加强梁以及加强板设计,并且在电池包的中央、侧面都进行了栓接,为整车带来扭转刚度提升25%,轻量化系数达到2.4,提升20%。而车身扭转刚度越高,抵御共振能力就越强,意味着整车能够拥有更加出色的驾控性能,更好的底盘响应效率,对NVH性能也能有所助益。

在技术发布会当天,零跑汽车CEO朱江明还宣布,将对智能动力CTC技术免费开放共享,这点相对技术本身或许有更深远影响的意义。

目前购买电动车的新用户,是在乎智能数字体验多一点?还是更重视底盘驾驶这些硬素质?答案显然是前者,去看看新势力与各家传统车企的发展规划和电动产品反馈就明了了。

例如,此前大众集团众已经大踏步减少了对传统汽车工程能力的投入,砍掉70%以上的定位重复的“表兄弟车型”,砍掉内燃机和变速箱上消耗的资源,砍掉没有意义的边缘品牌,砍掉对所谓NVH和操控性的执著追求,砍掉一批制造工厂和工人。

可以说CTC这样的技术,就是新时代汽车产业链重新组合时的因子,它可以帮助一些车企照顾好底盘这个复杂、用户体验占比越来越弱的部件,以便让车企能更快更灵活的转身,去在其它更有用、感知性更强的环节下功夫。

CTC开放共享的精髓,就是让整个行业少在电池底盘一体化上做重复工作。

如果站到单个成功的汽车厂商角度,是不欢迎标准底盘电池一体化技术出现的,这可能会让他们辛辛苦苦积累的技术壁垒,甚至品牌溢价能力变低。

不过站在整个汽车行业的视角,尤其是那些新入局者的视角,共享CTC技术有着积极意义,它降低了研发电动汽车门槛和单车成本(双减),让汽车厂商可以更聚焦做底盘电池之外的事情。

假使未来CTC技术分享给多个OEM厂商,还能更好的节约行业投资,让宝贵的money投入到用户感知更显著的领域去。而这,就是CTC开放共享,以及类似能推动行业标准化技术(如统一电池规格的换电模式、统一汽车操作系统),所带给整个行业的重大意义。

从造型不伦不类的S01到被走量的T03,再到被车友封为“价格屠夫”的C11,零跑不过用了3年时间。而这次发布的CTC技术,又一次体现出零跑的电动化速度和坚定。虽然它有不足,但也有闪光点,虽然开放共享的格局很大,但未来可能很难实现。

正因此,这些尝试和不确定性才值得期待。

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