何为CTC?CTC电池技术是将电芯直接集成到底盘,实现大三电、小三电、底盘系统以及自动驾驶相关模块的集成。简单点说,就是将电芯直接集成于车辆底盘的工艺,省去了从电芯到模组,再到电池包的两个步骤,直接将电芯安装在车辆平台上,是 CTP(Cell to Pack)的进一步集成方案。
CTC技术概念最早由特斯拉提出,并首次运用在Model Y 车型上面,预计量产时间为 2022 年。它加深了电动汽车动力系统与底盘的集成,减少了零部件的数量,节省空间,提高结构效率,并且大幅度降低车重,增加电池续航里程,被认为是下一个阶段决定新能源汽车竞争胜负的关键核心技术。
想要深层次的了解CTC电池底盘一体化技术,我们不得不从电池组的设计说起,我们大致可以将电池发展分为三个阶段:“CTM”、“CTP”、“CTC”,即“传统方案”、“CTP方案”和“CTC方案”。
在传统方案阶段,工程师希望将电芯标准化,进而利用规模化降低成本,但是各种车型需求不同,电池厂家难以制定标准的电池尺寸,后来将电池系统标准化转向了模组。将电芯(Cell)打包成模组(Module),再将模组打包进电池包(Pack)。该结构集成化程度较低,可以为热管理系统、防护层等部分提供更为宽裕的布置条件。但是受到集成化程度的限制很难在其有限的空间下装载更多的电芯,能量密度有限。
从传统方案到CTP方案的进化就是去掉模组这个中间层,把电芯直接集成在电池包上,即CTP,这样的好处是减少了模组之间存留的空隙,体积利用率提升15%-20%,整个电池包的体积能量密度随之提高。另外零件数量减少15-20%,生产效率提升30%,但没有了模组,对于单体电芯的安全性和可靠性就提出了更高的要求,以前一个电芯出了问题可以通过BMS电池管理系统在局部模组内进行控制以免影响整个电池包,但去掉模组后,一个电芯出了问题可能殃及整个电池,因此之前一般是使用磷酸铁锂这种相对安全性高的电芯。
进化到CTC阶段,就是更加激进的形式了,电池和底盘一体化设计,创新性的应用了CTC双骨架环形梁式结构,将电池骨架结构和底盘车身结构合二为一,既是车身底盘结构又是电池结构,不仅如此,还要纳入电驱电控系统,使得电池、电机、电控、车载充电机、底盘高度集成,通过智能化动力域控制器,优化动力分配、降低能耗。
首先是CTC技术可以做到与整车产品高适配,可快速柔性化批量生产。达到高度集成化和模块化,可应用于多平台、多车型生产。正因如此,可以减少零部件的数量,提升电池容量、降低成本。在安全方面,基于双骨架环形梁式结构,电池包的物理碰撞安全能够得到有效的保障。
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