CTC技术甩掉电池包重负！换电模式过气了吗？

　　未来，电动汽车行业或将面临大变革，续航里程、座舱空间等方面都将有进一步被开发的可能。
　　面临可能发生的变化，这次车企站在了纯电动车的角度去思考创新的可能——＂零跑的创新一定要基于电动车和燃油车的差异去创新。＂在零跑CTC电池底盘一体化技术的发布会上，零跑汽车董事长朱江明如是说。
　　4月25日，零跑发布了智能电动CTC电池底盘一体化技术，而即将搭载CTC技术上市的零跑C01将成为全球首款无独立电池包的电动汽车。
　　动力电池＂瘦身＂大挑战
　　车身轻量化是汽车行业亘古不变的话题，而单位体积下装更多电量，逐步提升续航里程是电动汽车亘古不变的话题。
　　两个目标重叠一起，需求就很明确了：动力电池一定要瘦身！
　　目前新能源汽车的瘦身计划有两个突围方向。一方面从材料路线，主要是通过研究不同的正极材料，例如多种磷酸铁锂电池、三元锂电池等，带来能量密度和续航的提升。另一方面则是从工程技术路线出发，从改良电池体积、电池包轻量化设计等方面实现续航的提升。
　　就当前阶段而言，固态电池、碳硅负极等新材料距离大规模应用落地还有一定距离。而现阶段围绕三元锂电池做材料创新，也似乎陷入了安全性、能量密度、经济性的不可能三角。
　　一条路受阻，就要在另一条路上做突破。近几年来，电池创新更多出现在结构的优化和迭代上。
　　这一方向最新的进展是CTC，电芯直接集成到底盘。
　　CTC技术出现之前，动力电池从＂电芯-模组-电池包＂的标准化模组结构过渡到普遍采用Cell to Pack的CTP（无模组电池）结构，使电模组零部件数量进一步减少，提升空间利用率，实现降本增效。
　　CTC直接将电芯安装在底盘之上，电池骨架结构和底盘车身结构合二为一。简而言之，就是车身、电池和底盘形成一个融为一体，大幅提升电池包的体积密度。
　　零跑是国内最早发布CTC方案的企业，根据零跑公布的数据显示，CTC技术使零跑C01整车垂直空间增加10mm，电池布置空间增加14.5%，同时搭配AI BMS大数据电池管理系统，能够让整车续航里程提升10%。
　　这正是CTC结构的优势：通过减少冗余结构和零部件数量的轻量化设计提高续航、降低成本，达到更高的结构效率。
　　各家CTC方案有何差异？
　　凭借这些优势，CTC基本成为新能源领域的发展＂共识＂，除了零跑之外，特斯拉、宁德时代、比亚迪等也对CTC技术有相关布局。
　　2020年9月特斯拉在电池日发布了4680电芯、CTC技术和一体化压铸技术，并宣布其柏林工厂将采用CTC技术生产Model Y。
　　另一方面，动力电池供应商也在研发CTC技术。宁德时代计划在2025年实现集成化CTC技术，LG新能源也曾公开CTC相关技术专利。
　　但是很显然，CTC的技术落地的难度并不小。特斯拉的专利显示，采用CTC方案之后，电池包作为结构件的刚性、热失控管理等都有更高的要求。
　　也就是说，保障电池包的气密性、CTC后的底盘碰撞安全性、有效防止热蔓延都是需要设计和工程的创新来同步实现。
　　另外，维修问题也是车企必须跨过的门槛。传统电池包主要通过螺栓和车身连接，而CTC结构中如果电池内部出现损耗需要维修，就需要拆换车身，这是否会对车身结构造成影响还尚不可得知，这意味着维修过程中乘员舱可能会再次面临密闭性风险。
　　这些难点都是CTC技术迟迟难以在量产中实现的原因，直到今天才有零星的车企开始应用。那么，零跑和特斯拉面临这些难题表现如何？
　　从实现电池密封结构的路径看，特斯拉与零跑的CTC技术有很大差异。简单来说，前者的方案是＂无底板车身+密封电池＂，优先保证了电池本身的封闭性能；而后者的方案是＂完整车身+电池托盘＂，去掉了电池包的上盖，优先保证的是乘员舱的密闭性。
　　根据此前特斯拉公布的资料，特斯拉的方案是将电芯直接排列在底盘上，取消了座舱底板，座椅直接安装在电池包上盖。电池结构作为一个整体与车身集成，在电池的集成度上更为彻底，也满足了电池系统的封闭需求。
　　为了增强车辆底盘应对横向碰撞的刚性，特斯拉还在座椅的承载件和电池上盖之间加了一层横向布置的结构件。
　　另外，特斯拉电芯的侧面冷却方式以及胶粘剂填充结构也对导热起到一定阻隔的效果。
　　而从零跑发布的资料来看，零跑则是直接将电池模组放在底盘上，保留了完整的车身框架，用下车体框架来密封电池。
　　目前来看，零跑C01是利用车身纵梁、横梁形成完整的密封结构，让车身与电池结构互补，使电池抗冲击能力及车身扭转刚度得到提升。
　　CTC技术的安全性很大程度上需要考量工程组装结构。从这一点来看，特斯拉与零跑的结构组装技术是一致的。而如果从电池的密封性能来考量，特斯拉的封闭电池方案或许会让风险更可控。
　　零跑表示将会开放其CTC技术，我们也期待会看到更多的细节披露。
　　CTC vs换电，行业会迎来变局吗
　　不过，在CTC成为技术风口之前，另一项技术也在同时甚至早于CTC技术发展——换电技术。
　　据悉，零跑的CTC技术可以兼容800V的高压平台、400kW的快充，并可以实现家用式充电。而由于电池结构也是车身底盘结构的一部分，电池的拆卸可能变得困难，换电技术也就很难应用于这一车型。一定程度来说，换电技术就站在了CTC技术的对立一方。
　　虽然换电技术与CTC技术在同一辆车上互不兼容，但这并不代表这两种技术在同一个市场内没有共存的空间，二者在市场中也不是后者替代前者的关系。恰恰相反，在生机勃勃的新能源市场，无论是换电还是CTC技术都有着巨大的发展潜力和价值。
　　换电模式最大的优势就是补能耗时极短，全程仅需数分钟。此外，换电车电分离的模式也使得这一技术在电池损耗管理、电池的可迭代性方面具有巨大优势。
　　因此，换电技术在业内一直备受关注。4月27日，宁德时代宣布与爱驰汽车就EVOGO换电项目展开合作，签署合作协议框架，共同开发组合换电版车型，此举显示出宁德时代把换电服务市场蛋糕做大的决心。
　　不过，在正式形成全国统一的换电标准之前，换电模式实现互换还有很长的路要走。此外，除了蔚来，目前换电模式的对象主要是网约车、出租车等对充电时间极为敏感、电池消耗量大的运营性质车辆。
　　一位接近宁德时代的人士表示，＂当电动车的渗透率上升时，应用场景也会增多，需求就会出现多元化，不会是一种技术路线包打天下的局面，作为龙头老大，必须要有多种技术和产品布局，来适应这种多元化的市场。＂
　　CTC不仅是技术的革新，对行业也将带来很大影响。2021年11月，国务院发布的《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）提出研发新一代模块化高性能整车平台，攻关纯电动汽车底盘一体化设计、多能源动力系统集成技术。
　　在降成本、高续航、轻量化等优势的吸引下，未来越来越多的车企会愿意开始CTC技术的布局，在新能源乘用车方面或许会更为明显。因此，CTC电池技术无疑是未来新能源汽车行业的重要发展趋势。
　　技术的变更总得经过市场检验。CTC技术的实际表现如何，还需要在搭载这一技术的车型上市后才能印证。
　　不过，当技术尚处于概念阶段时，往往看起来比较遥远；但当技术开始落地的时候，进展往往会超出预期。零跑率先量产CTC技术，已经足以说明在新能源赛道上，中国品牌完全有机会＂借道超车＂。
　　在发布会上，零跑宣布：＂零跑将对CTC技术免费开放共享。＂这或将带动中国的新能源汽车一同向上、走得更远。