出品 | 搜狐汽車·E電園
(資料圖)
作者 | 王巍
編輯 | 蔡欣宇
CTC,全稱Cell to Chassis,即電芯底盤一體化技術(shù)。
自2020年9月特斯拉首次發(fā)布與全新4680電芯配套的CTC技術(shù)至今,全球已有四家車企將其進(jìn)行了量產(chǎn)。
按發(fā)布時(shí)間順序分別是特斯拉(Model Y,少數(shù)美版和歐版)、零跑汽車(C01)、比亞迪(海豹)、小鵬汽車(G6)。
小鵬汽車的CTC(官方稱之為CIB)技術(shù)發(fā)布最晚,充分吸取前三家經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的同時(shí),一并改進(jìn)了一些問題。
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什么是CTC電芯底盤一體化技術(shù)?
這就是最簡單的CTC案例,玩具四驅(qū)車
像四驅(qū)車一樣,兩節(jié)電池裸露著排列在底盤上,電芯外面不再有任何包裹。
為什么要強(qiáng)調(diào)電芯外面不再有任何包裹呢?因?yàn)殡妱悠嚨碾娦靖F、更多,還怕水怕磕,所以電芯外面一般有好幾層防護(hù)措施。
最開始是模組,然后是電池包,最后才是車身。左一層右一層,安全雖然得到了保障,但也浪費(fèi)了很多空間。
底盤上的空間寸土寸金,哪兒容得下浪費(fèi)?
于是,省去模組和電池包兩層包裹結(jié)構(gòu),把電芯直接放在底盤上,就是CTC 電芯底盤一體化技術(shù)。
好處顯而易見,結(jié)構(gòu)簡單,配件更少,重量更輕,電池組高度更矮,XY軸上省出來的空間可以多放幾節(jié)電池,Z軸上省出來的空間可以改善前后排頭部空間。
一箭多雕
小鵬G6 CIB實(shí)物圖
從『結(jié)構(gòu)形式』來看,四家車企分為兩派,一派選擇取消『車身前地板』,一派選擇取消『電池包上蓋』。
這是最常見的電動車底盤剖面圖,在Z軸上(高),一共有四層。
其中,『車身前地板』和『電池包上蓋』作用完全一致,可以選擇取消一層。
蔚來ES8拆掉電池包后,露出車身前地板
小鵬、比亞迪、特斯拉不約而同選擇取消『車身前地板』,保留完整的電池包結(jié)構(gòu),好處是電池包結(jié)構(gòu)完整,可以做到較高等級的防水防塵(IP68),基本沒什么壞處。
取消車身前地板后,座椅、中控臺如何固定呢?
小鵬和特斯拉選擇將座椅直接安裝到電池包上,可以看到,電池包上蓋集成了預(yù)留好的安裝支架。
比亞迪則選擇取消『車身前地板』的同時(shí),保留『車身前地板』上的座椅安裝橫梁,乘員對于座椅的壓力,由車身承擔(dān)。
零跑選擇取消『電池包上蓋』,保留完整的車身結(jié)構(gòu),電池包下殼像托盤一樣,托著電芯進(jìn)入底盤預(yù)留的空間中,擰好四周的固定螺絲,結(jié)合面打膠,完成密封。
壞處是一旦乘員艙密封失效,液體漏到電池里,有短路風(fēng)險(xiǎn);另外,一旦電池包熱失控,乘員艙防火(直接燒屁股)設(shè)計(jì)很難做。
從『電芯選型』來看,四家車企分為兩派,一派選擇『圓柱』,一派選擇取消『方殼&刀片長電芯』。
小鵬、特斯拉選擇『圓柱電芯』。
小鵬CIB爆炸圖
小鵬G6電池包 下底板總成集成了開放式的『安裝腔』,安裝腔與下底板總成為一體壓鑄成型,是一個(gè)完整的零件。
安裝腔的上側(cè)為敞開側(cè),圓柱電芯總成可從下箱體的上側(cè)采用吊裝的方式裝入到安裝腔內(nèi),工藝上比較節(jié)省時(shí)間。
下箱體可為采用一體壓鑄成型,以使下箱體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較大,不易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)斷裂的問題。
同時(shí),由于電池包內(nèi)取消了傳統(tǒng)的圓柱電芯的模組和殼體的橫縱梁的組合設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)簡單,安裝工藝簡單,所以電池包體積利用率更高。
此外,下箱體的內(nèi)底壁設(shè)有結(jié)構(gòu)膠,結(jié)構(gòu)膠與圓柱電芯的底部粘接,進(jìn)一步固定電芯。
圓柱電芯與下箱體之間填充有灌封膠,電芯安裝完成后焊接匯流母排和采樣先后,在電池包內(nèi)灌入灌封膠,發(fā)泡后固化形成電池包的整體結(jié)構(gòu),發(fā)泡膠固化后安裝蓋板,完成整個(gè)電池包結(jié)構(gòu)的封裝。
與特斯拉整包灌膠的做法相比,小鵬G6 CIB的兩種結(jié)構(gòu)膠僅在電芯底部出現(xiàn),維修便利性上更勝一籌。
大家可以數(shù)數(shù)用了多少個(gè)螺栓
在電池包結(jié)構(gòu)與車身固定工藝上,小鵬和特斯拉殊途同歸,都是栓接。
小鵬G6車身兩側(cè)門檻梁上開設(shè)有橫向延伸的安裝孔,電池包向上托舉到位后,兩側(cè)擰緊螺栓即可。
不同的是,特斯拉在電池包下底板總成四周還涂抹了一圈密封膠,目前已有的資料中沒有證據(jù)證明小鵬G6跟進(jìn)了這一設(shè)計(jì)。
零跑和比亞迪都選擇了方殼/刀片長電芯。
零跑并沒有省略電芯→模組這一過程,可以看到,綠色部分仍為傳統(tǒng)的電池模組。
由于模組這個(gè)中間形態(tài)依然存在,所以零跑的CTC方案在空間利用率、集成度等等各個(gè)方面都不如特斯拉、小鵬至極。
【· 編輯總結(jié) · 】
從已有的專利資料分析,小鵬G6采用的CIB電芯底盤一體化技術(shù)與特斯拉Model Y的結(jié)構(gòu)電池技術(shù),重合度很高。
咱們不妨從集成度、維修便利性、安全性、量產(chǎn)難度四個(gè)維度,給四個(gè)車企做個(gè)綜合排名。
集成度:特斯拉≈小鵬>比亞迪>零跑
維修便利性:零跑>比亞迪>小鵬>特斯拉
安全性:特斯拉≈比亞迪≈小鵬>零跑
量產(chǎn)難度:零跑>比亞迪>小鵬>特斯拉
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