动力电池技术路线变革,CTC惊艳登场!

在销量进入爆发阶段后,新能源汽车的技术革命正在朝着更深层次发展。技术革命的核心聚焦于推进更高效的电动化、更高层级的智能网联化。

 

作为新能源汽车的心脏,电池理所当然地成为了最受关注的“角色”。无论是电池制造商还是整车厂,现在的核心任务之一便是想尽一切办法,以更低的成本打造出更安全、能量密度更高的动力电池。

 

除了在动力电池的原材料与材料物态(主要指电池的电解液)方面做文章,其结构和智能化也越来越受到行业的关注。2020年9月,在特斯拉举办的电池日上,马斯克曾表示,未来特斯拉车型将采用CTC(电池底盘一体化)技术,配合一体化压铸技术,可以节省370个零部件,为车身减重10%,将每千瓦时的电池成本降低7%。此外,宁德时代、比亚迪、博世等汽车各领域的巨头也纷纷对外表示正在加大CTC技术研发速度

 

但让行业没想到的是,如此难以攻克的技术,已经被国内一家头部造车新势力量产落地了。近日,在零跑CTC技术发布会上,零跑宣布已在国内率先量产了CTC电池,该电池将首先搭载在零跑第四款车型零跑C01上并同步量产。

 

动力电池技术路线变革,CTC惊艳登场!

 

那么,什么是CTC技术?为什么众多行业龙头都在争先恐后地研发CTC技术?零跑汽车又凭什么成为将技术落地的车企?

 

CTC技术兴起

 

未来全球电动车发展谁主沉浮?

 

锂离子动力电池的诞生要追溯到上世纪90年代。1997年日产制造出世界上第一辆使用圆柱锂离子电池的电动车Prairie Joy EV,这款车每次充电后行驶里程超过200公里

 

或许是Prairie Joy EV让大家看到了电动汽车兴起的希望,进入21世纪后,包括材料界国际著名企业韩国LG化学、彼时还不怎么知名的国内车企比亚迪等都开始研发车用动力电池。

 

2009年,日本商业巨头松下成功收购三洋电机后,在全球电池行业的地位迅速提升,并成为特斯拉此后多年动力电池的唯一供应商。

 

2010年之后,随着中国开始大力扶持新能源汽车产业,作为核心零部件的动力电池受到高度重视。国内电池企业比亚迪、宁德时代等在国家的支持下,大力投入研发。在国内巨大市场的支撑下,宁德时代与比亚迪等迅速成长为全球动力电池装机量龙头企业。

 

到2018年,宁德时代全球装机量达23.54Gwh、比亚迪全球装机量为11.6Gwh,二者分列当年全球装机量第一与第三。2021年,宁德时代全球装机量提升至96.7Gwh、比亚迪全球装机量提升至26.3Gwh,二者分列第一与第四。

 

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多年来,全球的电池厂商都在尝试通过各种途径提高动力电池能量密度,但电池材料科学的突破并非朝夕之功,因此厂家们纷纷将解决途径寄望于基于现有材料,如何从改善电池结构、通过控制软件提升效率等方面提升性能表现。

 

到了2019年,代表2.0时代的动力电池CTP电池开始出现。相较于此前的动力电池,CTP电池去掉了模组,提高了电池包内部的空间利用率,从而提升了电池的综合性能表现。如今,CTP已经成为全球主流的动力电池技术。在这一阶段,中国电池企业凭借着此前积累的优势,走在了行业前列。

 

仅仅一年之后的2020年,特斯拉宣布,未来特斯拉车型将采用CTC(电池底盘一体化)技术。其他电池厂、车企也相继开始研究CTC技术。

 

CTC即cell –to-chassis,它是一种将原本包裹在电池包与模组中的电芯直接搭载到汽车底盘中的全新动力电池技术,可以被看作是3.0版本的动力电池。

 

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对于第三代电池技术的掌握,也成为全球车企和电池企业的必争之地。而因为CTC技术除了电池技术外,在设计、研发、生产到装机,与整车尤其是底盘的结构设计、制造关系更加密切,因此在动力电池进入第三代后,只拥有电池技术的中国动力电池巨头们,因为不具备整车设计和制造能力,在电池、底盘一体化设计、制造方面将会遇到极大的挑战。

 

与此同时,如果没有中国车企接过动力电池向CTC技术发展的接力棒,那么,中国动力电池企业甚至中国电动车企业这几年建立起来的技术和市占率优势,有可能被特斯拉等具备雄厚电池、整车技术的外国品牌一朝颠覆,中国汽车行业想要借助电动车实现对国外汽车品牌“弯道超车”的宏伟目标,在马斯克“特斯拉一年要卖2000万辆”的豪言下,也泛起了一丝隐忧。

 

令不少业内人士有些“意外”的是,打破这一僵局的,是一家一直低调做研发的中国电动车品牌——零跑汽车。说“意外”,是因为在中国汽车行业里,前有底蕴深厚的“四大四小”传统车企,后有“蔚小理”新势力三强,甚至目前炙手可热的、电池和整车“双修”的国内电动车一哥比亚迪,截至目前都尚未将CTC技术实现量产。

 

4月25日零跑智能动力CTC技术发布会上,零跑不仅率先发布可量产CTC技术。同时,零跑科技董事长朱江明还宣布将对所有CTC技术免费开放共享,其促进全行业共同发展的胸怀,令人称道。

 

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为什么是零跑?

 

相比于比亚迪、宁德时代等行业巨头,零跑汽车为什么成为国内率先将该技术落地的车企?

 

首先,源于敢想敢干的浙商创业精神

 

零跑科技创始人朱江明在2016年受智能手机电池集成的启发:既然智能手机能将电池集成变得更加轻薄的同时又不影响性能表现,那电动车为何不能借鉴这一思路?彼时,行业中还没有任何关于该技术的声音。不过,受限于当时整个行业的技术水平,即使将18650电池进行集成化设计都困难重重,想要一步到位实现电池车身一体化设计更是难于登天。

 

零跑人没有气馁,先是于2018年在行业内较早的攻克了第二代CTP大模组技术,接着又从2019年开始调集电池、底盘、试验验证以及工艺等多路精兵强将,历经两版CTC技术验证方案,终于在2021年底将CTC可量产的方案定型,并在2022年4月进行了正式发布。

 

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其次,源于长期以来立足全域自研所积累的雄厚技术功底。

 

自2015年创立以来,零跑一直坚持技术立企,智能电动汽车所有核心系统和电子部件均为自主研发、设计与生产制造。前不久,零跑汽车在向港交所提交的上市招股书中透露了自己在汽车各技术领域所取得的成绩。资料显示,在电池这一最为关键的零部件上,零跑汽车仅电芯为外购,其他如模组、电池包、车身集成以及一体化设计一直都是亲自下场。这也是零跑汽车能先于更加专业的电池厂商,在最新一代电池技术中取得优势的根本原因。

 

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据了解,零跑CTC技术将电池与下车身进行集成设计,减少零部件数量,简化产品设计和生产工艺。在提升空间利用率和电池系统比能量的同时,车身与电池结构互补,使电池抗冲击能力车身扭转刚度得到大幅度提升

 

CTC技术除了在硬件上的创新外,零跑汽车还在软件算法上为它进行了赋能。零跑汽车表示,公司自研的AI BMS大数据智能电池管理系统也已经开始运用到最新车型上。这一技术车端BMS可实时在线检测,云端可实现电池大数据管理,并通过AI深度学习,实现车端云端全时主动守护,为用户带来长寿命、高效率、高安全的动力电池系统。

 

正所谓酒香不怕巷子深,2021年1-12月份,零跑汽车累计交付量为43121台,同比上涨278.6%2022年第一季度,零跑汽车累计交付量为29664台,同比增长410%,其中3月零跑汽车交付量成功突破万台大关,达10059台。由此,造车新势力格局正在由“三强”向“五虎”转变

 

在技术、销量双双支撑品牌向上的历史时刻,零跑下一款重磅车型C01也即将投入“战场”,CTC技术的加持给了零跑C01成为爆款车型的底气。CTC技术取消了电池上部结构和多余的组件,用车身结构作为电池包外部结构,不仅为C01带来了更强的车身结构强度,还带来了更大的驾乘空间、更强的操控性能以及更高的安全保障。

 

动力电池技术路线变革,CTC惊艳登场!

 

写在最后

 

CTC技术对于一款车与一家企业的来说意义或许有限,但对于整个电动车行业来说意义重大。尤其是面临动力电池技术路线深刻变革的时代,CTC技术将推动国内乃至全球新能源汽车产业发展步伐。未来,随着以零跑为代表的CTC技术的快速普及,新能源汽车的全球产业格局有望迎来新的变化。

 

来源:腾讯新闻

原文始发于微信公众号(锂电产业通):动力电池技术路线变革,CTC惊艳登场!


根据预测,2021年中国汽车总销量有望达到2610万辆,其中,新能源汽车销量340万辆,同比增长1.5倍,占比超过13%,这一增速超过了此前大家的预测,新能源汽车发展进入快车道。新能源汽车的快速发展带动了动力电池的高速增长。动力电池生产流程一般可以分为前段、中段和后段三个部分。其中,前段工序包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切等,中段工序包括卷绕/叠片、封装、烘干、注液、封口、清洗等,后段主要为化成、分容、PACK等。 材料方面主要有正负极材料,隔膜,电解液,电池包相关的铝塑膜,结构胶,缓存,阻燃,隔热等材料,以及电池包的外壳结构材料。为了更好促进行业人士交流,艾邦搭建有锂电池产业链上下游交流平台,覆盖全产业链,从主机厂,到电池包厂商,正负极材料,隔膜,铝塑膜等企业以及各个工艺过程中的设备厂商,欢迎申请加入。

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作者 lv, mengdie