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图文 | 王巍,部分来自网络公开资料
(相关资料图)
编辑 | 王巍
从2020年9月“电池日”特斯拉在电池日上首次发布与新4680电芯配套的CTC技术至今,全球已有三家车企将其进行了量产。
特斯拉,零跑,比亚迪(发布时间顺序)。
哪吒汽车也宣布计划2023年底量产这一技术。
什么是CTC?
它有什么魔力让大家趋之若鹜?
特斯拉,零跑,比亚迪三家的CTC技术都有哪些特点和优劣势?
本文争取用最凝练的语言回答上述三个问题。
纯电动车最重要的技术指标是续航。
能容纳电池的空间一定时,电池容量越大,续航里程越长。
但,电池容量越大,自重也就越大。
当电池容量增大到一定程度时,自重带来的能耗负收益将会抵消容量带来的续航正收益。
降低有限空间和自重带来的负收益,CTC技术应运而生。
电芯→模组→电池包→车身,有两个中间商。
电芯→电池包→车身,就是CTP,有一个中间商。
电芯→车身,就是CTC,没有中间商。
从三级封装到CTC,中间省去了两个中间商,直接省去了一大堆端盖,侧围板,电线等,释放了不少空间给电芯。
如此一来,塞进去的电池更多,相对重量大概率也有所降低,续航里程随之增加。
就像飞机油箱一样。
普通民航客机没有外挂油箱,燃油直接加注到密闭的机翼里。
机翼既是飞机结构件,又是油箱,目的都是高度集成化。
更贴近生活的例子是小时候男孩子们爱玩的四驱车,底盘留出的空洞正好是电池仓,放入电池,盖好下盖,一个最简单的CTC技术就完成了。
总结一下CTC技术的好处:
① 节省体积,有限空间内塞更多电池,有利于在更小的车型上实现长续航和高性能。
② 节省重量,少了一堆配件冗余。
③ 节省时间,封装环节少了两道工序。
④ 车身扭转刚性更强,电池直接参与碰撞受力。
⑤ 乘员舱空间得到释放。
从侧面来看电池包和车身的结合部位,常规方案一共有四层结构。
缓冲泡棉,起隔音滤震,泄力缓冲的作用。
车身前地板,负责乘员舱的密封。在车里打翻水杯,水到这一层截止,不会继续往下渗漏。
电池包上盖,负责电池包上部的密封。
电池包下盖,负责电池包下部和侧面的密封。
车身前地板和电池包上盖的作用是重复的,可以取消一层。
特斯拉和比亚迪选择取消车身前地板,保留完整的电池包结构。
所以,当电池包被拆下来以后,车身上有一个明显的大洞,比如Giga柏林生产的特斯拉Model Y。
可以看到,车身中央,一个大洞!
比亚迪海豹电池包拆下来以后,车身上也有不少洞。
但是,比亚迪海豹车身上还是有一些横梁,用来安装中控台,前后排座椅等等配件。
特斯拉在比亚迪的基础上,进一步取消了车身横梁,直接把中控台、前排座椅等配件装在电池上。
敢于这么做的原因,一是整个电池包里面都被灌满了粉红色的结构胶,所有电芯凝结成一个整体,可以承受满载时车身形变量;二是特斯拉一向追求极限的高集成度,敢于把步子迈达,挑战更极端的设计。
缺点也很明显,整包灌胶后,修起来很麻烦,难度很高。
海豹的电芯上下部,也使用了一层粘结剂,作用也是紧固电芯,但电芯与电芯之间不灌胶,所以维修难度比特斯拉要低得多。
白色上盖侧面的一圈,就是密封胶水
由于取消了车身前地板,电池包和车身之间存在进水的分析,特斯拉和比亚迪不约而同选择在结合面上打胶,打胶的位置也是一致的,都在电池包上盖。
总结一下,在取消车身前地板,保留完整电池包结构这一条技术路线上,比亚迪和特斯拉的做法是一样的。
共同的优点是即便乘员舱往下渗水,电池包密封完整,没有高压隐患。
不同的是,特斯拉的方案最高效,成本最低,但制造难度大,组装难度大,维修难度大。
比亚迪的做法中规中矩,兼顾了后期的维修便利性,但集成度不如特斯拉。
【零跑选择取消电池上盖】
零跑CTC的方案是取消了电池包上盖,用车身前地板来实现电池包的密封。
从C01的俯视图上也可以看出来,车身地板是完整的,前地板上有安装座椅的横梁,安装中控台的纵梁。
底盘为电芯留了一个洞
电池包下壳像托盘一下,托着电芯进入底盘预留的空间中,拧好四周的固定螺丝,结合面打胶,完成密封。
由于取消了电池包上盖,电芯靠车身前地板来实现密封,一旦密封胶失效,就存在乘员舱漏水渗入电池包中的可能性。
比起特斯拉、比亚迪保留完整电池包结构的做法,零跑的做法有潜在的高压隐患。
从集成度上来看,零跑的CTC技术,较特斯拉和比亚迪,也差了一大截。
这是零跑C01长续航版电池包的内部结构图。可以看到,内部有10个完整的模组结构。
还记得CTC的定义吗?电芯→车身,所以严格意义上,零跑的方案应该被称为“MTC,Module to Cassis,模组底盘一体化技术”。
通过完整的技术解析,相信大家对特斯拉、比亚迪、零跑三家的CTC方案有了一定的了解。
咱们不妨从集成度、维修便利性、安全性、量产难度四个维度,给三套方案做个综合排名。
集成度:特斯拉>比亚迪>零跑
维修便利性:零跑>比亚迪>特斯拉
安全性:(特斯拉≈比亚迪)>零跑
量产难度:零跑>比亚迪>特斯拉
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