【電池技術(shù)】一場電池革命！深挖比亞迪CTB技術(shù)（一文讀懂CTP、CTC、CTB）！

現(xiàn)如今，受車規(guī)級芯片、線束等眾多汽車原材料短缺影響，全球車企的研發(fā)進(jìn)度、生產(chǎn)進(jìn)度都受到了不同程度的影響。作為新能源汽車領(lǐng)域的引領(lǐng)者以及電池行業(yè)的佼佼者，比亞迪的實(shí)力毋庸置疑，刀片電池更是具有極強(qiáng)的競爭力。

毫不夸張地說，刀片電池再戰(zhàn)幾年輕輕松松，那為什么比亞迪依舊要埋頭苦干推出CTB技術(shù)呢？對標(biāo)此前我們已經(jīng)知道的CTC技術(shù)，CTB技術(shù)又有哪些優(yōu)勢呢？這要從當(dāng)前全球動(dòng)力電池的主流發(fā)展趨勢說起。

01

動(dòng)力電池發(fā)展趨勢

從油改電，動(dòng)力模式上的改變，帶來的是動(dòng)力提升，加上“電芯-模組-電池包”的形式（俗稱小模組）最大的好處在于將電芯按照模組的形式加以區(qū)分，以便更好地進(jìn)行管理，后期維護(hù)也相對簡單。

但為了串聯(lián)彼此之間，免不了需要采用大量線纜和結(jié)構(gòu)件進(jìn)行連接，這里就會(huì)產(chǎn)生很多冗余結(jié)構(gòu)，既降低了電池包的利用率，也使得整個(gè)動(dòng)力電池變得很笨重。

同樣地，采用上述“小模組”電池包形式的油改電車型不可避免地也出現(xiàn)了一些問題，即重量激增和空間利用率低下帶來的續(xù)航問題、底盤突出影響美觀、電芯防水隔熱難處理等安全性問題。

為了解決上述問題，業(yè)界開始提出“CTP”概念，即省略模組或?qū)⒛＝M減少，將電芯直接布置在電池包內(nèi)。如比亞迪的刀片電池便是范例之一，其直接采用了無模組的設(shè)計(jì)，大大減少了內(nèi)部的線纜和結(jié)構(gòu)件，有效提升了電池包的體積能量密度。

我們都知道，電芯作為電池能量密度的主要載體，理論上只要數(shù)量足夠，車輛的續(xù)航就能有效提升。但這其中又涉及到不少問題，以燃油車做對比例子：一輛燃油車60L油箱的重量僅60kg，達(dá)到100kg油箱重量的車型已經(jīng)是大型SUV級別了。反觀動(dòng)力電池，續(xù)航僅為400km的電池包，重量能輕松達(dá)到300kg以上。

現(xiàn)階段，動(dòng)力電池已經(jīng)布滿車輛的底盤空間，如果要繼續(xù)盲目堆量，選擇就只有兩個(gè)——將后備箱塞滿電池，或者像房車一樣拉著一箱電池滿大街跑。很顯然，兩者都不可取，那么問題就回到了最初——如何確保能量密度安全、穩(wěn)定提升的同時(shí)，進(jìn)一步壓縮電池體積且增加密度。

此時(shí)，業(yè)界開始出現(xiàn)不同的聲音。一種是以特斯拉和零跑為首的CTC技術(shù)，另一種則是以比亞迪為首的CTB技術(shù)兩種技術(shù)路線看似相同，但實(shí)則在結(jié)構(gòu)和具體表現(xiàn)上有所不同。

02

CTP、CTC、CTB

到底哪家強(qiáng)？

CTP是針對電池包精簡的一種技術(shù)，但是電池包安裝到底盤上同樣有很多“中間商”，并且底盤上需要作出冗余設(shè)計(jì)。能不能把這個(gè)“中間商”也砍掉呢？當(dāng)然可以！這就是CTC（Cell To Chassis）技術(shù)了，即電芯直接整合在底盤上。

（零跑CTC技術(shù)）

CTC與傳統(tǒng)電池安裝方式的主要區(qū)別，在于取消了電池包上蓋板或座艙地板，從而進(jìn)一步簡化車身線纜和結(jié)構(gòu)件。不同廠家的處理方式略有不同，比如零跑的CTC方案是取消電池包上蓋板，而特斯拉的CTC方案是取消座艙地板。特斯拉的CTC方案也稱之為structural battery，是采用4680電池，將車艙橫梁和車內(nèi)座椅都集成在電池包上。也就是說，同樣是CTC，特斯拉的集成度還是比零跑要高一些，不過這樣也幾乎不存在電芯維修或更換的可能了。

比亞迪的CTB（Cell To Body）其實(shí)和CTC技術(shù)有點(diǎn)類似，都是將電芯直接安裝在底盤里。不過差別在于，CTC還是將電池包當(dāng)作一個(gè)單獨(dú)的需要保護(hù)的物體，而比亞迪的CTB是利用刀片電池高安全性和高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的特點(diǎn)，融合進(jìn)車身的整體設(shè)計(jì)中來。刀片電池的電芯與整個(gè)電池包組成類似蜂窩鋁的結(jié)構(gòu)，本身就可以起到車身結(jié)構(gòu)件的作用。

（比亞迪CTB技術(shù)）

所以我們看到，CTP只是一種電池包技術(shù)，CTC和CTB則是一類整車技術(shù)。雖然從集成度來說，CTB要稍遜于特斯拉的CTC方案，也就是說比亞迪的制造成本會(huì)略高于特斯拉。但是在結(jié)構(gòu)安全和可維修性方面，比亞迪的CTB還是要更為出色，顯然這種方案對用戶更有利。

03

比亞迪CTB電池技術(shù)

給電動(dòng)車“做減法”

做加法易，做減法難，在造車領(lǐng)域更是如此。

拿電動(dòng)車舉例，想要增加續(xù)航，最直接的一個(gè)做法就是增加電池容量。但是，電池容量增加，隨之而來的就是電池重量的上升，接著就會(huì)導(dǎo)致電耗增加。所以，電池容量越往上走，對于續(xù)航的增益就越小。同時(shí)，電池容量越大，理論上存在的安全隱患也越高。

所以，如何在給電動(dòng)車“做減法”的前提下，提升車輛的綜合性能，就變成了當(dāng)前電動(dòng)車技術(shù)發(fā)展的一個(gè)難題。而作為新能源汽車“領(lǐng)頭羊”，比亞迪發(fā)布的CTB技術(shù)，就給出了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解決方案。

所謂CTB技術(shù)，即電池與車身一體化。直白點(diǎn)說就是將電池包與底盤融于一體，讓電池包直接成為車身結(jié)構(gòu)的一部分，動(dòng)力電池既是能量體，又是結(jié)構(gòu)體。

那么，CTB技術(shù)有什么優(yōu)勢呢？

首先，取消模組以及電池包上殼體的設(shè)計(jì)，可以在有限的空間內(nèi)裝載更多的電芯，從而提升電池容量，增加續(xù)航里程。以搭載CTB技術(shù)的比亞迪海豹為例，經(jīng)過優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)讓動(dòng)力電池系統(tǒng)利用率提升66%，同時(shí)讓系統(tǒng)能量密度提升10%，從而實(shí)現(xiàn)700km的續(xù)航里程。

其次，CTB技術(shù)可以在減低車輛電池組件自重的同時(shí)，加強(qiáng)車輛的整體強(qiáng)度。另外，CTB技術(shù)將刀片電池通過與托盤和上蓋粘連，形成了類似蜂窩鋁板的“三明治”結(jié)構(gòu)，這樣一來，本就具備高安全性的刀片電池，加上CTB技術(shù)形成的更堅(jiān)固的三明治結(jié)構(gòu)，整個(gè)電池包體的架構(gòu)強(qiáng)度大幅提升。

以搭載CTB技術(shù)的比亞迪海豹為例，其車身扭轉(zhuǎn)剛度達(dá)到了40500N·m/°，這不僅使整車安全性大大提升，也能讓車輛的操控響應(yīng)更加靈活；而在CTB技術(shù)的加持下，三明治結(jié)構(gòu)的電池包，可以在經(jīng)受重達(dá)50噸的卡車碾壓后，不冒煙、不起火，電芯仍處于安全狀態(tài)，而且再次裝車后仍可正常使用，這足見其超高的強(qiáng)度。

最后，CTB技術(shù)對于車內(nèi)乘員最直觀的影響，就是動(dòng)力電池包在由車身代替上殼體后，車內(nèi)的縱向空間會(huì)有明顯提升，從而可以給車內(nèi)乘客帶來更好的乘坐體驗(yàn)。并且，簡化了車身架構(gòu)之后，車身的振動(dòng)自然也會(huì)減少，隨之帶來的還有NVH表現(xiàn)的提升，再結(jié)合CTB技術(shù)對操控性的加成，可以說CTB技術(shù)無論是對于駕駛者還是乘客，都有更貼心的照顧。

在這些直觀的性能體驗(yàn)層面之外，CTB技術(shù)的一個(gè)隱性優(yōu)勢還在于，由于動(dòng)力電池包等結(jié)構(gòu)沒有以前傳統(tǒng)電池包那么復(fù)雜，所以減少了零部件使用量，能夠讓生產(chǎn)效率更高，對照到車型上，性價(jià)比的優(yōu)勢也會(huì)更明顯。

相較于CTP技術(shù)直接省去模組的方案和CTC技術(shù)電池包仍然是一個(gè)單獨(dú)需要保護(hù)的個(gè)體來說，比亞迪CTB技術(shù)在整體結(jié)構(gòu)方面顯然更有優(yōu)勢。

換句話說，比亞迪CTB技術(shù)可以看作是在CTP技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)化而來；而相比于CTC技術(shù)，雖然同樣是將電芯直接安裝在底盤里，但是比亞迪卻可以利用刀片電池高安全性和高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的特點(diǎn)，使得整體車身強(qiáng)度和安全性更高。

顯然，CTB技術(shù)就是比亞迪一個(gè)典型“做減法”的技術(shù)。而這個(gè)“減法”，卻推動(dòng)了電動(dòng)車在安全性、操控性、續(xù)航能力、乘坐體驗(yàn)等方面的持續(xù)進(jìn)化。

04

最后

綜上所述，特斯拉的CTC技術(shù)方案比較激進(jìn)，集成度高，但相對靈活性差，并且可維修性差。

零跑的CTC在輕量化程度上不及特斯拉極致，電池艙密封性能風(fēng)險(xiǎn)高。

比亞迪的CTB方案在輕量化及集成度上恰到好處，并且安全性高，比較符合未來發(fā)展趨勢。

電池車身一體化將與換電走向不同的道路，目前的電池密度及性能能否支撐此項(xiàng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，還需拭目以待。總之，指出并承認(rèn)這些風(fēng)險(xiǎn)，并不等于否認(rèn)電池車身一體化技術(shù)是大勢所趨。新技術(shù)的誕生與發(fā)展是需要經(jīng)歷一些歷練，一定是有舍有得的。凡事均有兩面性，任何一項(xiàng)技術(shù)只要達(dá)到一種平衡，就會(huì)有的放矢。

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