零跑CTC技术首发,朱江明尝试晃动新能源市场

来源:观察者网

2022-04-28 14:19

【导读】 面对各领域龙头企业的合力追捧CTC技术,作为造车行业后起之秀的零跑汽车,成为了最先吃到螃蟹的车企。

(文/张家栋 编辑/娄兵)2021年,国内新能源乘用车总销量达到298.8万辆,同比增长100%,在车市总销量占比达到13.4%,一举跃升为增速最快的细分市场。然而也是在同年,伴随着新能源汽车的需求量暴增,“芯片荒”、“电池荒”开始成为行业中阻碍车企发展的重要因素。

为了改变电池供应过程中定制与装配的繁杂过程,同时改善纯电动车由于电池包封装导致的车内空间被压缩等问题,整个汽车行业对于电池集成化的需求与日俱增。

经过全行业多年时间的努力与研发,电池封装技术已然历经从最初的传统技术1.0时代,进化至目前大规模使用的CTP(无模组技术)2.0时代。而如今,越来越多新能源企业将CTC技术看作是电池封装的下一个风口,并将之作为未来技术路线的重点发展方向。

除了2020年提出4680 Structural Battery方案的特斯拉外,包括传统车企大众、沃尔沃、福特、比亚迪,动力电池龙头宁德时代、LG等企业,纷纷宣布CTC技术将成为其下阶段的重点研发对象。

然而,在各领域龙头企业的合力追捧下,最先吃到螃蟹的车企,却是国内作为造车行业后起之秀的零跑汽车。

4月25日,零跑科技正式发布国内首款可量产CTC电池底盘一体化技术,并宣布该技术将在零跑的C平台电动中大型轿车零跑C01上率先量产应用。零跑对于CTC技术的发布,不仅使其成为国内首家掌握CTC技术的企业,同时也令零跑C01成为全球首款搭载CTC技术的量产车型。

引领3.0时代的“CTC”

从技术角度来讲,动力电池的封装技术发展至今共可分为3个阶段。

1.0时代,即以VDA/MEB为代表的标准化模组时代,该阶段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,形成了“电芯-模组-电池包”的三级装配模式。最后再将整个电池包装入车身。如此封装虽然在开发角度较为简单,但其零部件众多、系统成本高,并不利于纯电动车追求的轻量化、空间利用率等功能。

随后,在目前行业泛用的CTP(Cell to Pack)技术下,动力电池封装全面进入2.0时代。从字面义解释,CTP便是将电芯直接整合至电池包内,通过省去中间的模组装配环节,提升单位体积内的空间利用率。以比亚迪刀片电池为首的CTP技术应用,便是高效利用电池包内部结构的代表之作。

不过,虽说CTP已经节约了动力电池包内的空间利用率,但从追求极致的角度来讲,电池仍拥有更进一步集成的可能。马斯克在2020年特斯拉电池日上的比喻道:“原本飞机会把燃料箱放置在机翼之中,但为了更大程度利用空间,便拿掉燃料箱,直接用机翼储存燃料,能容纳的燃料便更多了。”

而所谓CTC(Cell to Chassis)技术,便是将电芯直接封装在车身底盘上,从而免去了模组与电池包的装配环节,构建出电芯与底盘一体化的集成设计。

尽管概念不难理解,但想要实现CTC技术,零跑科技电池产品线总经理宋忆宁谈到,CTC技术所需要的高度集成化与相对模块化,实际上是一个矛盾点。

将电芯直接封装在车身底盘,意味着底盘自身便需要拥有完整电池包的特性,这不仅需要车身与电芯之间足够的密封性,也需要底盘的抗冲击性和整车的结构强度有着极高的要求。

而零跑之所以能够率先推出CTC技术并实装上车,则源于其从2016年开始便尝试从底盘构造上进行技术突破。通过多年探索,“CTC双骨架环形梁式结构”应运而生,一如乐高拼图,零跑发布的车身结构,能够将电池先固定在底部的电池托盘内,再将电池托盘安装到底盘上,有效提高了电池的牢固程度,也加强了车身刚性。

气密性方面,零跑采用创新结构设计和工艺、进一步提高焊接质量的同时,还借用底盘基本结构,利用车身纵梁、横梁形成完整的密封结构。

同时,采用CTC技术的零跑C01白车身刚度达到了33897Nm/deg,超过了传统钢车身设计的扭转刚度,更好地保障了车内电芯的安全。

除了硬件方面的防护之外,零跑还将BMS(电池管理系统)和云平台相结合,建立了AI BMS大数据智能电池管理系统,从软件层面保障电池安全。

7年来,零跑汽车整体专利数达到1513项,电池技术专利达到135项。根据介绍,零跑 CTC 技术的应用则能够为整车生产减少20%的零部件数量、减低15%的结构件成本、提高25%的整车刚度。“Less is more”也正是宋忆宁在整场发布会上提出的核心理念。

值得一提的是,采用CTC技术的汽车产品,不仅拥有更强的被动安全属性,其电池结构简化所提升的单位体积利用率与轻量化带来的续航里程提升,也将大幅改善现阶段纯电动车的续航里程焦虑问题,宋一宁表示,零跑CTC技术能够增加14.5%的电池布置空间。

对于消费者而言,零跑CTC技术相较CTP技术,能够带来10mm的垂直头部空间以及10%的综合工况续航增加。

此外,零跑的CTC技术还拥有高适配和强扩展两大特点,在未来能够实现可持续进化。该CTC技术不仅可以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;还拥有智能化、集成化热管理系统,未来可兼容800V高压平台,并支持400kW超级快充。

吃螃蟹的勇气

如果从实用性的比喻来看待CTC技术,其高度集成化与模块块化的理念,能够简化总装工艺并降低成本,本质上与苹果手机掀起的一体化设计风潮异曲同工。然而,在此概念下,由于电芯被以高密封性包装在车体内,其电芯的维修与更换便利性都相较CTP技术打下一定折扣。

另一方面,尽管宁德时代董事长曾毓群曾表示CTC技术的集成化能够有效将新能源汽车成本降低至直接与燃油车竞争的水平。但对于车企而言,CTC技术的推广却有着业内公认的先决条件:电芯容量需求高、围绕爆款产品设计、足够的需求稳定性。

有分析认为,没有强大的品牌技术能力形成爆款车型的主机厂选择CTC的风险极高。归根结底,没有了便捷的拆换空间,应用CTC技术的车型,便需要足量的订单与产品稳定性来弥补一体化的研发成本。而这,或许也是众多车企对CTC技术的量产化运用望而却步的根本原因。

只不过,伴随着零跑CTC技术的公布,零跑也率先将其研发成果运用在了自身的全新产品——零跑C01之上。

赋予零跑底气的首要因素,无疑是零跑汽车自去年开始的交付量快速增长。数据显示,今年3月,零跑汽车交付量达10059辆,首次突破万辆大关,迈入造车新势力第一阵营。与此同时,零跑汽车已经连续12个月月交付量同比增速超200%。

在此背后,基于零跑C平台打造的首款产品——零跑C11的推出,成为了零跑在市场中加速的重要推手。而在消费反馈中,出众的加速性能、车辆安全、电池安全,均为零跑在整车制造技术与三电控制能力方面营造了良好的市场口碑。

在此基础之上,得到CTC技术加持的零跑C01,也将更进一步帮助零跑建立起在市场中的优势。根据零跑公布数据显示,零跑C01拥有5053mm的车身长度与2950mm的轴距,通过CTC技术改善电芯装配结构,整车垂直空间增加10mm,电池布置空间增加14.5%,使得车内空间布置更加灵活实用。

此外,零跑C01还能欧规搭载90kWh的动力电池组,百公里加速3秒的同时,还能够实现CLTC 717km的续航能力。相较于目前市场在售的中大型纯电轿车,零跑C01在续航里程、动力性能与乘坐空间上,都拥有更为出众的参数表现。

零跑的“核心论”

车企终归需要一份属于自己的核心竞争力。

在电动化的发展道路上,掌控封装主导权的主角一直是电池厂商。尽管在CTP时代,没有了模组数量,车企能够拥有更强的自主研发权,但对于承装电池包的底盘,车企依然需要依据电池厂商提供的电池包进行革新。

而CTC技术的出现,将完全打破电池厂商在电池供应层面的单方面话语权。由于技术研发需要更多涉及到底盘与整车结构设计,拥有丰富造车经验的车企,无疑更具优势。

但从宁德时代作为一家上游供应商参与到底盘设计的动作上不难看出,车企与电池厂商的话语权争夺,并没有随着CTC的到来烟消云散。

此外,对于整车企业而言,高度集成的CTC技术也未必是行业的唯一选择,正如以蔚来为代表的车电分离方案与换电模式的匹配,则更有利于解决消费者打包电池购车较贵与维修便捷性问题。

对于零跑来说,凭借全域自研的方式占据了CTC技术这条新道路的先机后,如何推动市场的转变,便成为了零跑汽车与董事长朱江明的新问题。

或许是从日系“两田”在HEV混动技术上多年的封锁中吸取到了经验,尽管早早掌握了电动化的变革密码,HEV车型却始终困于“两田”独大的局面。面对更具实用意义的PEHV市场冲击,本应开花的硕果最终却成为了“两田”在中国市场的绊脚石。

所以,针对未来的道路要如何走,朱江明倒是给出了一个爽快的答案:“零跑将对CTC技术免费开放共享。”朱江明认为,新技术不应当是壁垒,而是带动产业向上突破的阶梯。

自身掌握新能源赛道的核心技术,是为了防止被外资品牌或上游产业链“卡脖子”,而作为一家成立尚不足10年的新造车企业,相较于自身在未知的市场环境中担当“孤勇者”,朱江明给出的目标很明确:“一个人可以走得很快,一群人才能走得更远”。

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责任编辑:张家栋
零跑汽车 CTC技术 新能源 CTP技术 宁德时代
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