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没有电池包的世界,才是未来?

2022年04月28日 21:28:01
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来源:买车大师

以往都是玩猜车比较多,今天来点不一样的,我们来认电池。

刀片电池、弹匣电池、琥珀电池、18650电池、523电池、4680电池、固态电池、半固态电池、小米彩虹电池......

请问在不求助网络和场外支援的情况下,除了最后一个来捣乱的,你认识几个?

盲猜除了知名度最高的刀片电池以外,大多数人看到其它关于“电池”的名词都是一脸懵逼的状态。很正常,普通人没几个会了解到如此全面。毕竟了解再多,买车的时候也不会多优惠1毛钱。但是,拥有基本的电池知识储备,可以很好地帮助你避开一些营销陷阱。

上面提到的所有名词,并不完全指电池类型。根据命名规则不同,有的说明电芯规格,有的形容电池封装形态。但无一例外的是,当它们布置到整车上时,均离不开“VDA标准化模组”“CTP一体化大模组”“CTC电池底盘一体化技术”这几个关键词。从VDA到CTP,再到CTC,动力电池行业已经进入3.0时代。

而率先带我们进入动力电池3.0时代的,就是零跑。因为就在4月25日,零跑刚刚正式对外发布了自己的最新自研成果——国内首款可量产CTC电池底盘一体化技术,并有望最快在今年8月份开始分批交付的零跑C01上实现应用。

很多人看到这或许会疑问:为什么一项很有可能引领电动车市场未来变革的新技术是由零跑率先提出并实现量产的?别着急,今天我们就来解开这个问题。

零跑为何会押注CTC?

动力电池作为电动车的“油箱”,一直伴随着电动车的发展而不断改进。一开始的标准化模组电池能量密度低,零部件也多,各模组之间间隔较大,电芯在电池包中的体积占比不高,导致重量与体积上去了,但电池容量、车辆续航却没有明显提升。

所以,大模组一直是动力电池发展的趋势,通过减少模组数量,就可以将更多空间留给电芯,从而提升能量密度。当大模组发展到极致,就是去掉“模组”这个中介。相当于整个电池包即是唯一的模组,一个个电芯直接组成电池包,即CTP(Cell to Pack)。

不过,CTP电池包对安全性要求很高,因为单个电芯出现问题都有可能导致热失控。所以,多数CTP技术都使用相对稳定的磷酸铁锂电池,比如很多人熟知的“刀片电池”。

当然了,CTP虽然将整个电池包变为一个大模组,但电池包本身仍然与车身脱节,安装电池包还要额外预留空间。

为了将宝贵的电池仓空间最大化利用,零跑CTC电池底盘一体化技术应运而生。通过将电池、底盘和下车身进行集成,并减少上盖等冗余的结构设计后,有效降低了零部件数量,并预留出更多空间布置电芯。同时,得益于车身与电池结构互补,零跑CTC技术使电池抗冲击能力及车身扭转刚度均大幅提升。

在拥有CTC技术的车型上,你可以简单地理解为白车身也是电池壳体的一部分。也就是说,从零跑发布CTC电池底盘一体化技术开始,“电池包(PACK)”这一概念即将在高端电动车中成为历史。

而是否采用CTC技术,也将成为未来评定一款电动车是否高级的重要标志之一。

既然谈到了电池底盘一体化,就不得不提一下滑板底盘的概念。因为转向、悬架等底盘件统一被集成在独立的下车体上,所以滑板底盘要实现的前提,是必须基于CTC电池底盘一体化技术的支持。也就是说,CTC其实是滑板底盘的必要条件。

说到这可能会有人提出疑问,电池能量密度再高,目前单车续航也很难有跨越式的突破,为何不采用已经进入商用阶段的换电技术呢?

事实上,换电技术尚且没有统一的技术标准,换电站仍然依赖车企自主进行建设,速度慢、密度低。并且,换电非但不能像CTC一样减少零部件,反而增加了不少结构设计,在能量密度、电池抗冲击能力上都不如CTC。至于说换电效率高,未来搭载零跑CTC技术的车型可兼容800V高压系统,能实现“加油式快充”:充电5分钟续航200km,并不会比换电慢多少。

目前,特斯拉已经明确表示采用4680电芯的下一代产品就会采用CTC技术,并已经在柏林工厂展示初期产品。而比亚迪在e3.0平台上也已经开始选择CTC作为下一代技术方向,目前的消息是在尚未发布的海洋系列新品“海豹”上将会采用CTC技术。

从整个行业的发展趋势来看,不管是技术层面还是企业层面,CTC已经无可争议地成为了动力电池的第三次技术风潮。不过,目前市场上主流车型都还处于标准化模组往CTP一体化大模组升级的过程中,而CTC在量产车上尚且没有大规模搭载,即将推出的零跑C01将会是全球首台搭载CTC技术的轿车。

为什么零跑能在CTC量产上领跑?

2016年,特斯拉在探究大模组动力电池可行性的时候,已经意识到CTC会成为未来电动车理想的电池封装方案。只不过到今天为止,特斯拉距离实现CTC量产预计还有一段时间。同样是在2016年,零跑汽车董事长朱江明从手机电池由分离式变成机身一体化中获得灵感,也提出了CTC概念方案,随后零跑便成立跨部门项目组,专项研发CTC技术。

其实,这种“敢为人先”和“认定了就立马行动”的精神,已经刻在了零跑人的DNA里。2019年9月,零跑S01首次将红外摄像头应用于量产车上,实现当时在行业内还十分超前的人脸识别功能,进而可以进行驾驶员疲劳监测,以及可以根据驾驶员身份信息匹配自动调节座椅、音乐、空调、后视镜等等功能。没错,这就是现在已经很火的智能座舱的雏形。而如今在C11上,零跑的智能座舱功能中与驾驶员身份相关的自动适配功能已经多达18项,在即将实现交付的C01上,这个数字会变成25项以上。由此也可见,在很多技术创新和应用领域,零跑不仅是发起者,更是引领者。

可能有小伙伴比较好奇,CTC电池底盘一体化技术的主体仍然是电池,那为何很少看到有电池厂商发声,反而是整车企业在积极推进CTC技术呢?

这主要还是因为CTC电池底盘一体化技术除了电池之外,涉及到白车身、底盘相关系统的技术较多,电池厂商在没有整车平台的情况下通常在可试验性、主动性上都不如整车企业。不过,由于CTC技术已经是行业公认的下一代动力电池布置方案,所以包括“电池大王”宁德时代在内的头部电池厂商也开始布局CTC,但预计要到2024年以后才会有相对成熟的量产方案面世。

所以,零跑能成为全球首个量产CTC技术的车企,除了掌舵人的未雨绸缪之外,还在于零跑汽车从一开始就选择了全域自研这条虽然短期困难,但长期受益的技术方向。

由于立足全域自研,零跑在只购买电芯的情况下,可以自主生产模组、PACK,拥有将电池与车身集成的技术。所以,当探讨如何在有限的车身空间下放入更多电芯时,零跑有实力去推论将电池壳体与车身底盘合二为一的可行性。

也正因为看准了这一技术方向,所以零跑并没有耗费过多的精力与资源去探究其它技术分支,反而在2018年成为行业内较早完成CTP一体化大模组的车企,并最终总结出智能电动车下一时代的技术,即零跑智能动力CTC电池底盘一体化技术。

正如朱江明所言,“我们的创新,一定要基于电动车和燃油车的差异去创新,而不是盲目地去搞创新。”

当然,坚持全域自研的结果也进一步体现在零跑所获得的专利数量上。截至今年3月份,整车方面零跑已获得及申报在途专利达到1513项,其中发明专利占比超过40%;电池技术方面已获得及申报在途专利达到135项,其中发明专利占比55.5%。

凭借技术、服务双口碑的优势,零跑也在市场上屡屡获得消费者青睐。根据最新数据,零跑今年3月交付量为10059台,环比增长193%,月销首次突破万台大关。Q1零跑汽车已累计交付21579台,月交付量同比增速连续12个月超200%,已经进阶新势力第一阵营。

CTC给零跑C01带来了什么?

技术的载体永远是产品,当CTC电池底盘一体化技术应用到零跑C01上时,都体现出哪些特点?相比传统电池布置方案,零跑C01又拥有哪些优势?

介于前面已经提到了关于CTC的结构,这里长话短说,我将CTC为零跑C01带来的优势归纳为以下四个方面:

更大空间:消除电池包的安装空间后,车内垂直空间提升10mm,头部空间更加宽敞舒适。

更长续航:相比传统布置方案增加14.5%电池容量空间。同时,通过增加电池保温层,所有搭载零跑CTC技术的车型在冬季续航性能上更可靠;配合AI BMS大数据电池管理系统带来的能耗经济性管理,零跑CTC技术综合提升整车续航里程达10%。

更强性能:电池、底盘合二为一,结构互补,使车身刚性提升25%,与此同时车身减重15kg,有效降低簧下质量后还能进一步提升操控性能。

更高安全:零跑CTC双骨架环形梁式结构、AI BMS大数据智能电池管理系统实时守护,超过30项安全性能测试,其中多项远超国家标准。

除此之外,基于CTC电池底盘一体化技术,零跑C01可持续进化能力相比过去的电动车会更强。比如未来可兼容800V高压平台,最高支持400kW超级快充,从而实现充电5分钟,续航200km的“加油式充电”。

当然了,零跑C01不但是全球首款搭载CTC技术的量产轿车,也代表着零跑汽车7年全域自研的最高水准,是零跑的旗舰产品。所以,这台车在其他方面的实力也基本都是天花板级。

比如,在采用高性能自研三合一油冷电驱总成后,零跑C01拥有堪比超跑的3秒级零百加速能力;车身长度达到5050mm,轴距达到2930mm,后排腿部空间达到319mm,全车拥有19处储物空间,后备箱容积接近500L;在90kWh动力电池的加持下,可实现综合工况717km续航。

大师观察

“我们自己的口号就是‘为人民造豪车’,希望大家花普通产品的钱,买到豪华品质的车,这是我们的目标。”零跑汽车董事长朱江明对于零跑核心品牌价值的解读,也为我们解答了为何零跑要坚持自研,坚持创新,坚持对品质的精益求精。

诚然,要把一台车的单项指标做到优秀不难,但要打造像零跑C01这样集各领域之大成的车型,对任何一家汽车企业来说都非易事。相信有了如此坚定的信念和掌握核心技术的底气,CTC技术不仅会成为下一个引领行业变革的新趋势,更将助力零跑C01重新定义中大型电动轿车价值标杆。

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