鉅大LARGE | 點擊量：763次 | 2021年05月21日
寧德時代、特斯拉等推相關技術，動力鋰電池與底盤高度集成是大勢所趨？
在不久前落下帷幕的第十屆全球新能源汽車大會上，寧德時代我國區(qū)乘用車解決方法部總裁項延火透露，該公司將于2025年前后正式推出高度集成化的CTC（CelltoChassis）電池技術。
作為電動汽車發(fā)展的一大趨勢，動力鋰離子電池與底盤集成技術受到不少公司的追捧，除寧德時代外，特斯拉、博世等公司也在進行探索。CTC技術到底有何奧妙，引業(yè)內(nèi)一眾領軍者競折腰？
通過高度集成優(yōu)化性能
其實，從字面上不難理解CTP（CelltoPack）與CTC技術的差異。作為電芯封裝技術，CTP是將電芯封裝在一個個的模組單元之內(nèi)，電池包掛在底盤下。而CTC則打破了傳統(tǒng)的封裝技術套路，將整個動力鋰離子電池系統(tǒng)集成在底盤中，從而實現(xiàn)更高程度的集成。按照寧德時代董事長曾毓群此前的介紹，CTC技術不僅將重新布置動力鋰離子電池，還會將三電系統(tǒng)納入進來，包括電機、電控、DC/DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器（OBC）等。此外，CTC技術還可通過智能化動力域控制器，優(yōu)化動力分配和降低能耗。
據(jù)悉，寧德時代正加快CTC技術的攻關研究，計劃于2025年前后推出第四代高度集成化的CTC電池系統(tǒng)，并在2028年前后將其升級為第五代智能化的CTC電動底盤系統(tǒng)。
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與寧德時代CTC技術研發(fā)思路類似的還有特斯拉的“結(jié)構(gòu)電池組”。受飛機創(chuàng)新的啟發(fā)，即飛機機翼作為油箱而非在機翼內(nèi)部建造油箱，特斯拉決定制造一種電池組作為車身結(jié)構(gòu)，將車身連接起來。與傳統(tǒng)做法不同的是，特斯拉不使用模塊，而是將整個電池組構(gòu)建為車輛的結(jié)構(gòu)平臺，動力鋰離子電池則可以幫助將平臺作為一個整體固化。
“結(jié)構(gòu)電池組”帶來的直接改變就是極大減少了零件數(shù)量與電池組的總質(zhì)量。有消息稱，該“結(jié)構(gòu)電池組”預計將首先在特斯拉柏林廠生產(chǎn)的ModelY和新款ModelSPlaid上使用。
與固態(tài)電池是最佳拍檔
動力鋰離子電池技術發(fā)展的重要訴求，無非是在保證電動汽車安全性的基礎上降低成本、新增續(xù)駛里程。隨著技術的發(fā)展，通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新來實現(xiàn)這一目標成為眾多整車公司與動力鋰離子電池供應商的目標。近兩年，動力鋰離子電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新層出不窮，比如比亞迪的刀片電池、寧德時代的CTP技術、國軒高科的JTM電池等。以寧德時代CTP技術為例，其直接將電芯集成到電池包，官方數(shù)據(jù)表示這樣可使體積利用率提升15％～20％，零部件數(shù)量減少40％，生產(chǎn)效率提升50％，并降低動力鋰離子電池的制造成本。
CTC的出現(xiàn)又帶來新的曙光。曾毓群曾表示，CTC將使電動汽車的成本可以直接與傳統(tǒng)燃油車競爭，乘坐空間更大，底盤通過性變好，是結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的方向。采用CTC技術的電動汽車，續(xù)駛里程可以達到800～1000公里。馬斯克也提出，采用“結(jié)構(gòu)電池組”后，可以節(jié)省370個零部件，為車身減重10％，使每千瓦時的電池成本降低7％，車輛續(xù)駛里程提升14％。
整車公司一位不愿透露姓名的相關負責人告訴記者，實現(xiàn)與底盤的集成化設計是動力鋰離子電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的趨勢。雖尚屬前沿技術，但不少動力鋰離子電池公司都在密切關注。特別是固態(tài)電池的發(fā)展，將進一步推動動力鋰離子電池與底盤的集成化設計提速。他表示，目前外界對動力鋰離子電池與底盤集成的技術知之甚少，重要原因還在于其并不十分成熟，還不具備量產(chǎn)推廣的基礎。換句話說，在動力鋰離子電池產(chǎn)品和技術自身仍未穩(wěn)定的前提下，不適合貿(mào)然進行其與底盤的一體化設計。
新能源汽車行業(yè)獨立研究員曹廣平對記者表示，相比于目前的鋰離子電池，下一代固態(tài)電池，由于具有電池包整體體積小、單個電芯容量相對較大、電池管理系統(tǒng)簡單、材料更安全等特點，更容易布置在一體化底盤內(nèi)，并且在效果上可以使底盤更薄，從而降低車身高度和風阻，同時單個電芯容量大的情況下，電芯一致性更容易控制。一般來說，售后人員無需在維修時打開與底盤一體化的電池包，且固態(tài)電池更安全、著火概率極低，在緊急情況下不用破壞底盤進行滅火?！肮虘B(tài)電池更可靠、穩(wěn)定、安全、精簡、便于管理的特性，更適合與底盤實現(xiàn)一體化設計。”他認為。
“從安全性的角度來講，固態(tài)電池更適用于CTP或CTC技術，因為越是集成的電池系統(tǒng)，對電芯的安全要求就越高，固態(tài)電池有這方面的優(yōu)勢?！币辆S經(jīng)濟研究院研究部總經(jīng)理吳輝對記者說。
技術推廣還面對諸多挑戰(zhàn)
電芯集成方式的改變將使電動汽車的設計、制造都隨之發(fā)生“顛覆性”變革。而更為深層的是，這項技術或?qū)⒏淖兤囆袠I(yè)的傳統(tǒng)整零關系。底盤或動力域的完全獨立，意味著零部件供應商核心能力的提升。底盤一向是整車公司必備的技術，現(xiàn)如今零部件公司將觸角深入整車公司的核心領域，使得后者的傳統(tǒng)優(yōu)勢地位受到挑戰(zhàn)。
在曹廣平看來，隨著汽車電動化、智能化等趨勢的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)再分工的時代到來了，車企也迎來再次掌握核心關鍵技術的機遇。他稱：“車企在這個時候不一定要立即推出CTC產(chǎn)品，而是要抓住核心，尤其是與固態(tài)電池等技術相同，先申請CTC方面的布置、熱管理、電池管理以及底盤相關的專利，做到技術領先，而后才是產(chǎn)品領先?！?/p>
吳輝認為，有關整車公司而言，肯定不希望動力鋰離子電池公司掌握底盤技術的主導權，所以未來CTC技術可能更多地還是由車企主導、電池供應商配合。從這個角度來看，比亞迪、長城汽車等既有整車業(yè)務，也做動力鋰離子電池的公司具備先天優(yōu)勢。未來，動力鋰離子電池或模組肯定會逐步實現(xiàn)標準化，電池公司專注做好電芯或模組，整車公司研究系統(tǒng)集成，這將是行業(yè)發(fā)展的趨勢。
“整車公司肯定要掌握動力鋰離子電池的核心技術，但沒有必要去生產(chǎn)和制造電池。也就是說，車企一定要懂電池，不一定去做電池。所以有關整車公司來講，也要加強電池研發(fā)和評價團隊的建設，這樣才能用好電池?！眳禽x強調(diào)。
從特斯拉與寧德時代規(guī)劃的產(chǎn)品上市時間分析，新技術走向量產(chǎn)仍需不少時間，這也從一個側(cè)面說明公司還需跨過許多門檻。
上述整車公司相關負責人還對記者表示，因為一體式車身往往不可修復，因此保險費用昂貴，所以想要防止車身損傷的后期維修，還要自動駕駛技術的再進步。“新技術之間的發(fā)展是相輔相成的，最終的結(jié)果一方面要看電池系統(tǒng)自身技術的發(fā)展情況，另一方面要看一體化技術與其他技術融合發(fā)展的情況，以及車企和用戶是否認可?！彼f。
