CTC是Cell to Chassis的簡(jiǎn)稱，即電芯直接集成于車輛底盤的工藝。它進(jìn)一步加深了電池系統(tǒng)與電動(dòng)車動(dòng)力系統(tǒng)、底盤的集成，減少零部件數(shù)量，節(jié)省空間，提高結(jié)構(gòu)效率，大幅度降低車重，增加電池續(xù)航里程，被認(rèn)為是下一個(gè)階段決定新能源汽車競(jìng)爭(zhēng)勝負(fù)的關(guān)鍵核心技術(shù)。



CTX三階段

電池成本占到整車成本的三分之一以上，是決定汽車性能的核心因素，因此電池系統(tǒng)的集成化是新能源汽車生產(chǎn)制造改革中重要的一環(huán)。電池系統(tǒng)集成主要走過(guò)了幾個(gè)階段：

CTM：Cell to Module，最開始產(chǎn)業(yè)希望將電芯標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)而利用規(guī)?；档统杀?，但是OEM車型需求不同，電池廠家的電芯尺寸也難以統(tǒng)一，所以后來(lái)電池系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)向了模組。過(guò)去幾年電池系統(tǒng)集成化的重點(diǎn)就是不斷提升標(biāo)準(zhǔn)化電池模組的尺寸，如比較典型的是355、390、590模組。

CTP：Cell to Pack，由于模組的存在，使得電池包的空間利用率較低，因此如寧德時(shí)代、比亞迪、蜂巢能源等陸續(xù)發(fā)布了各自的CTP方案，跳過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化模組環(huán)節(jié)，直接將電芯集成在電池包上，有效提升了電池包的空間利用率和能量密度。

CTC：Cell to Chassis，不再僅限于電池重新排布，還將納入電驅(qū)電控系統(tǒng)，使得電池、電機(jī)、電控、車載充電機(jī)、DC/DC、底盤高度集成，通過(guò)智能化動(dòng)力域控制器，優(yōu)化動(dòng)力分配、降低能耗。這是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，要求主機(jī)廠、電池供應(yīng)商等必須具備多項(xiàng)跨域的能力，車企大多要有具備電芯設(shè)計(jì)、三電系統(tǒng)高度集成的能力，電池企業(yè)可能需要在電機(jī)、底盤設(shè)計(jì)等板塊的布局，目前特斯拉已率先公布CTC方案，沃爾沃、比亞迪、寧德時(shí)代等都在加速布局。

特斯拉 CTC方案和一體化壓鑄技術(shù)

特斯拉在2020年電池日講到，CTC 技術(shù)靈感來(lái)自航空航天領(lǐng)域，即將燃料箱融于機(jī)翼，而不是在機(jī)翼內(nèi)還有一個(gè)燃料箱用于容納燃料。新設(shè)計(jì)能有效減少零部件的數(shù)量和電池組的總質(zhì)量，通過(guò)提高制造效率并降低成本最終實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的續(xù)航里程的增加。據(jù)悉，特斯拉最新的第三代圓柱電池4680電芯和上一代電芯都可以使用CTC技術(shù)。

2021年6月，特斯拉公開了一份名為INTEGRATED ENERGY STORAGE SYSTEM的電池系統(tǒng)專利，專利號(hào)為 US 2021/0159567 A1，詳細(xì)描述了4680 Structural Battery（CTC）電池系統(tǒng)集成技術(shù)。

2021年10月，特斯拉在柏林工廠舉辦參觀活動(dòng)時(shí)，首次對(duì)外展示了 4680 Structure Battery，整體設(shè)計(jì)思路方案與專利披露信息基本一致。

根據(jù)專利和公開展示的信息，特斯拉CTC有下面的幾個(gè)特點(diǎn)：

①電池包上蓋與電芯粘接在一起，與座椅等車輛結(jié)構(gòu)件直接連接在一起；

②電芯之間填充樹脂材料，起到熱保護(hù)和結(jié)構(gòu)性支撐的作用；

③把以前的鋁絲連接改為 Busbar 連接，利用母排引腳將電連接和電池管理系統(tǒng)的采集板直接連接在一起；

④電池包一側(cè)配置了8個(gè)泄壓閥，加強(qiáng)了熱失控管理；

⑤電芯間的蛇形管布置與車橋方向平行，通過(guò)減少蛇形管長(zhǎng)度而減少流阻，增加冷卻均勻性。

特斯拉CTC方案具有減少支撐件、減輕整車質(zhì)量、提升整體電池容量等優(yōu)勢(shì)，該應(yīng)用將為車輛降低10%車重，增加14%續(xù)航里程，減少370個(gè)零件，單位成本下降7%，單位投資下降8%，大幅提升汽車生產(chǎn)制造的效率。

此外，提到特斯的CTC解決方案，就不得不提一體化壓鑄技術(shù)。

2020年特斯拉電池日上，特斯拉首次在Model Y后車身結(jié)構(gòu)件采用一體壓鑄工藝，前車身+后車身+底盤電池包組合成車身。相比傳統(tǒng)沖壓焊接工藝，特斯拉的一體壓鑄技術(shù)將大量減少車身零部件、降低車身復(fù)雜度并實(shí)現(xiàn)減重，與此同時(shí)車身焊接線及對(duì)應(yīng)的工業(yè)機(jī)器人及工人將由一臺(tái)壓鑄機(jī)替代，壓鑄成型后的一體式車身無(wú)需再進(jìn)行二次熱處理，大幅提高制造效率（柏林工廠可實(shí)現(xiàn)45秒生產(chǎn)一個(gè)車身）。另，一體壓鑄工藝的生產(chǎn)設(shè)備的占地面積更小，相比于傳統(tǒng)沖壓焊接工藝的生產(chǎn)設(shè)備能夠節(jié)省35%的占地面積，生產(chǎn)流程也得到簡(jiǎn)化。

零跑汽車 國(guó)產(chǎn)CTC首發(fā)

2022年4月25日，零跑智能動(dòng)力CTC電池底盤一體化技術(shù)發(fā)布會(huì)隆重舉行，如無(wú)意外，今年8月上市的零跑C01將是成為國(guó)內(nèi)第一款搭載CTC技術(shù)的產(chǎn)品。

零跑的CTC想法來(lái)自朱江明，他在2016年時(shí)受到從功能手機(jī)分離式電池到智能手機(jī)一體式電池的啟發(fā)，“汽車動(dòng)力電池是不是也可以借鑒這種思路？”，于是立即啟動(dòng)預(yù)研，成立了電池研發(fā)團(tuán)隊(duì)，掌握了基于電池制造整個(gè)模組、電池包和BMS的技術(shù)能力。

零跑將電池、底盤和下車身進(jìn)行集成設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝的前沿技術(shù)，通過(guò)重新設(shè)計(jì)電池承載托盤，使整個(gè)下車體底盤結(jié)構(gòu)與電池托盤結(jié)構(gòu)耦合，創(chuàng)新了安裝工藝。通過(guò)減少冗余的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能有效減少零部件數(shù)量，在提升空間利用率和系統(tǒng)比能的同時(shí)，讓車身與電池結(jié)構(gòu)互補(bǔ)，使電池抗沖擊能力及車身扭轉(zhuǎn)剛度得到大幅提升。

首先是減少模組后產(chǎn)生更多的電池容量空間，相比傳統(tǒng)方案電池布置空間增加14.5%。

其次是輕量化，電池系統(tǒng)取消模塊層級(jí)節(jié)省下的結(jié)構(gòu)件讓車身輕量化系數(shù)相比傳統(tǒng)方案提升20%，同級(jí)系數(shù)更好，經(jīng)濟(jì)性、性能更均衡。

第三是讓車身扭轉(zhuǎn)剛度提升25%，抵御共振能力就越強(qiáng)，NVH性能越好，操控性、響應(yīng)度和行駛性能越好，同時(shí)提升了被動(dòng)安全。

第四是通過(guò)軟件控制，電池的主動(dòng)安全也得以提升。據(jù)稱，采用了AI BMS的技術(shù)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，這樣基本上杜絕了因?yàn)殡姵鼗蛘唠娦臼бl(fā)的安全問(wèn)題。

此外，嚴(yán)格意義上講，零跑目前是技術(shù)是MTC（Module to Chassis），因?yàn)槠淙匀槐Ａ袅穗姵啬＝M——Module，是把電池模組集成到了底盤，而不是把電芯直接集成到底盤。這種方案在CTC節(jié)省空間、提高集成度、減少配件等板塊打了折扣，但是在維修保養(yǎng)的便利性和成本上會(huì)低不少，且可以迅速推向市場(chǎng)。

比亞迪 CTB電池車身一體化技術(shù)相約520

2021年，比亞迪推出了全新純電動(dòng)專屬平臺(tái)e3.0， 實(shí)現(xiàn)了“八合一”動(dòng)力系統(tǒng)集成，將驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器、減速器、高壓配電箱、逆變器、車載充電器、整車控制器、電池管理系統(tǒng)等8大模塊整合，延續(xù)使用了超安全刀片電池，并進(jìn)一步將刀片電池與整個(gè)車身融為一體，還將整車的驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等功能深度融合。

近期，比亞迪宣布海豹將于5月20日開啟預(yù)售，同時(shí)發(fā)布基于平臺(tái)3.0打造的CTB電池車身一體化技術(shù)。如果說(shuō)海豚是七合一，元PLUS是八合一，那么海豹就是在八合一的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步地將電池做到了車身中，刀片電池把安全和強(qiáng)度融入作為整車的一部分，扭轉(zhuǎn)剛度將比燃油車翻一倍，對(duì)整車的駕控將會(huì)有很大的提升。

CTB電池車身一體化技術(shù)從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)看，比亞迪把車身地板面板與電池包上殼體合二為一，集成于電池上蓋與門檻及前后橫梁形成的平整密封面通過(guò)密封膠密封乘員艙，底部通過(guò)安裝點(diǎn)與車身組裝。也就是說(shuō)比亞迪在設(shè)計(jì)制造電池包的時(shí)候，把新一代海豹的電池系統(tǒng)作為一個(gè)整體與車身集成，電池本身的密封及防水要求可以滿足，電池與成員艙的密封也相對(duì)簡(jiǎn)單，風(fēng)險(xiǎn)可控。

寧德時(shí)代CTC布局提速

2020年8月，寧德時(shí)代宣布正研發(fā)一項(xiàng)電池底盤一體化新技術(shù)，該技術(shù)可使電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程超過(guò)800公里，這一數(shù)據(jù)在當(dāng)時(shí)普遍300-400公里續(xù)航的市場(chǎng)中稱得上具有突破性。

目前，寧德時(shí)代正在加快 CTC 的研發(fā)攻關(guān)，并宣布計(jì)劃于 2025 年左右推出高度集成化的CTC技術(shù)，并有望在2028年前后升級(jí)至第五代智能化CTC。

2022年1月26日，寧德時(shí)代與上海適達(dá)投資管理有限公司、蘇州新越眾合商務(wù)咨詢中心(有限合伙)及自然人姜勇在蘇州市共同投資設(shè)立“蘇州時(shí)代新安能源科技有限公司”，專注電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，其中寧德時(shí)代出資13.5億元，持有合資公司54％股權(quán)。該公司法人代表姜勇曾經(jīng)擔(dān)任匯川技術(shù)副總裁、匯川聯(lián)合動(dòng)力系統(tǒng)有限公司董事長(zhǎng)，在新能源汽車電機(jī)電控等領(lǐng)域擁有近十年經(jīng)驗(yàn)；董事長(zhǎng)李平則是寧德時(shí)代的聯(lián)合創(chuàng)始人與副董事長(zhǎng)。有消息稱，時(shí)代新安成立的核心目的是CTC技術(shù)的落地，將電芯和底盤集成，再把電機(jī)、電控、整車高壓如直流轉(zhuǎn)換器DC／DC、車載充電機(jī)OBC等通過(guò)創(chuàng)新的架構(gòu)集成在一起，并通過(guò)智能化動(dòng)力域控制器優(yōu)化動(dòng)力分配和降低能耗。

2022年2月15日，時(shí)代新安與浙江新吉奧汽車有限公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，據(jù)稱合作不僅僅局限于CTC底盤的開發(fā)，接下來(lái)，隨著項(xiàng)目的落地與合作的深入，雙方將在合作開發(fā)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)CTC底盤的合資生產(chǎn)，甚至雙方還已經(jīng)探討了未來(lái)“三電”圍繞新吉奧新能源商用車板塊布局屬地化生產(chǎn)的可能性。

2022年2月19日，寧德時(shí)代（上海）智能科技一體化電動(dòng)底盤研制項(xiàng)目及瑞庭時(shí)代上海智能動(dòng)力系統(tǒng)項(xiàng)目（二期）開工儀式在上海臨港舉行。其中的一體化電動(dòng)底盤項(xiàng)目大概率就是為了加速CTC技術(shù)的落地。

2022年4月29日，華為智能汽車解決方案BU智能車控領(lǐng)域總經(jīng)理蔡建永已經(jīng)離職，并加入了電池企業(yè)公司寧德時(shí)代，負(fù)責(zé)CTC電池底盤一體化業(yè)務(wù)。蔡建永在華為有著深厚的履歷，曾任華為智能汽車BU的CTO一職，工作內(nèi)容主要涉及車輛架構(gòu)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩大方面。

此外，寧德時(shí)代也在同步挖掘車身架構(gòu)、底盤方面人才。招聘網(wǎng)站顯示，寧德時(shí)代目前在招崗位中有20多個(gè)與車輛底盤與架構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)。

CTC對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)鏈影響深遠(yuǎn)

CTC技術(shù)集成了電芯、底盤、大小三電系統(tǒng)等，同時(shí)也整合了自動(dòng)駕駛相關(guān)模塊，涉及的產(chǎn)業(yè)鏈極其復(fù)雜，將會(huì)為汽車工業(yè)帶來(lái)的一場(chǎng)生產(chǎn)制造革命。

整車企業(yè)： 主機(jī)廠認(rèn)為“不能將靈魂交給別人”，CTC的出現(xiàn)，將突破PACK的限制，直接涉及到汽車底盤，這是整車最為關(guān)鍵的核心部件，是整車廠商經(jīng)歷長(zhǎng)期發(fā)展所積累的核心優(yōu)勢(shì)所在，電池企業(yè)/專業(yè) PACK企業(yè)難以獨(dú)立開發(fā)的。雖然新能源汽車底盤開發(fā)的技術(shù)壁壘相比燃油汽車已經(jīng)大幅下降，但整車廠商仍然在開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)上具有較大優(yōu)勢(shì)。未來(lái)CTC發(fā)展路線上，具備技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢(shì)的OEM將掌控更多CTC主導(dǎo)權(quán)；不具備整車開發(fā)優(yōu)勢(shì)的整車企業(yè)將淪為移動(dòng)出行公司的代工廠，在底盤等硬件環(huán)節(jié)也將喪失主導(dǎo)權(quán)；主打自動(dòng)駕駛和科技出行服務(wù)，以輕資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的整車廠商如百度、小米等，將交由第三方主導(dǎo)CTC開發(fā)。同時(shí)具備車身研發(fā)和電池研發(fā)這兩個(gè)領(lǐng)域的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)與能力的車企，將會(huì)大有所為。

電池企業(yè)： 與CTP技術(shù)相比，CTC技術(shù)要求電池制造商從更早的階段介入車型設(shè)計(jì)，這就要求電池企業(yè)具備更強(qiáng)的研發(fā)設(shè)計(jì)能力，配合部分主機(jī)廠進(jìn)行深度開發(fā)。因此，預(yù)計(jì)將會(huì)有越來(lái)越多的電池廠與主機(jī)廠展開深度合作。

此外，電池企業(yè)缺乏對(duì)車輛底盤的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累，雖然在CTC上有構(gòu)想，但若想在底盤技術(shù)上有所突破還需要較長(zhǎng)時(shí)間的積累。通過(guò)并購(gòu)或控股等方式控制一些專業(yè)底盤公司，掌握底盤開發(fā)技術(shù)，可能是電池廠商較快實(shí)現(xiàn)CTC突破的有效路徑。目前，寧德時(shí)代正在大力招聘汽車底盤技術(shù)相關(guān)的人才；國(guó)軒高科也與車企討論過(guò)CTC方案，認(rèn)為這在有限的范圍內(nèi)可行，但目前還沒有布局。

底盤企業(yè)： 掌握底盤零部件研發(fā)及系統(tǒng)集成技術(shù)的專業(yè)底盤公司，一方面自身有獨(dú)立開發(fā)CTC的可能性，另一方面也將以供應(yīng)商的角色參與以整車廠商或電池廠商主導(dǎo)的CTC研發(fā)中。此外，滑板底盤創(chuàng)造出新能源汽車賽道的新入局機(jī)遇，出現(xiàn)了悠跑科技、PIX Moving等電動(dòng)底盤開發(fā)的第三方供應(yīng)商。

其它零部件企業(yè)： 由于CTC技術(shù)的高度集成，像模組時(shí)代的占據(jù)一定比例的金屬結(jié)構(gòu)件，如如縱橫梁、模組殼體，加強(qiáng)筋，水冷管路等，塑料結(jié)構(gòu)件如如用于承載、固定、絕緣防護(hù)，管路連接等，會(huì)銳減甚至?xí)苯油顺鲞@個(gè)產(chǎn)業(yè)。此外，如焊接類、緊固連接類的加工工藝也將大幅銳減。

對(duì)于膠黏技術(shù)可能需求量會(huì)更大且要求更高，一些新材料新工藝如熱失控防護(hù)材料、噴涂等則需要更高的技術(shù)性產(chǎn)品來(lái)匹配。

此外，對(duì)于電芯的技術(shù)要求會(huì)更高，除了電化學(xué)本體上的性能要求外，尤其是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度上的要求，相當(dāng)于電芯的技術(shù)門檻提高了。

未來(lái)集成的重點(diǎn)將由電池系統(tǒng)轉(zhuǎn)移至電底盤，一體化電底盤技術(shù)體將開啟它獨(dú)立的技術(shù)迭代，期待CTC技術(shù)迸發(fā)出更多的創(chuàng)新和技術(shù)需求，開創(chuàng)出劃時(shí)代的智能電動(dòng)汽車。

審核編輯：劉清