【全球新要闻】CTC电池底盘一体化技术

2022-09-02 16:44:21来源：FEV

首谈CTC，那就要了解为什么大家对CTC感兴趣。众所周知电池系统对于电动汽车来说就是白花花的银子，对于消费者或生产厂家来说也是一大笔财富，转化而来就是成本高。要想解决这个痛点就得先介绍一下它的由来，这样大家才能明白开发这个技术的重要性。

(资料图)

01、CTC的起源

电池系统早些年是从模组发展过来的，最初十几年前大众汽车依据电池排组的方式生产了一块标准电芯（VDA标准电芯），随着电动汽车的发展VDA标准电芯逐渐演化为标准模组，从而进入到电动汽车电池组领域，从此一发不可收拾，电动汽车就这样简单地进入大众消费者视野。

最初一批接触电动汽车的消费者在使用过程中发现很多尴尬之处，不仅续航差，而且还贵。此时电池系统厂家就开始烧脑去解决这个问题，从VDA标准355模组，到390模组，到590模组，以及到小的CTP模组一路狂飙，尽可能地把电池系统总电量疯狂往上加，慢慢电动汽车续航里程也就有了显著提高。但又随着消费者品味逐级升高，500KM以下的续航里程不足以支撑跨城市旅途。这时电池系统厂家继续烧脑，继续提高电池系统体积密度，这时CTC就应运而生了。但此时已经无法通过继续增加电芯数量的情况去解决续航问题，因为数量越多重量也会越大，这样就会形成重量和续航的相互制约陷入死循环。通俗地讲就像滚雪球，越滚越大，但速度越来越慢。

那怎样解决呢？

CTC唯一和CTP或者标准化模组不同的就是原来的电池包已经无法通过继续增加电池数量来补充续航里程了，只能进一步轻量化整个电池包其他零部件来降低整体电池包重量。对于汽车来讲，降低重量就可以进一步提高车的续航里程，毕竟谁家也不想拖着大象赛跑，由此电动汽车电池系统CTC技术诞生！

02CTC是什么

CTC (Cell to Chassis) 电池技术就是将电芯直接集成到车辆底盘内部，无电池包一说。通俗地讲就是把电动汽车上的零部件化零为整，各个重要零部件大集成化，从而降低冗余的零部件数量。这样既解决了电动汽车逐一生产多个零部件的繁琐和成本居高不下的一系列烦恼，又可以通过降低重量推高续航。

CTC技术示意图：

传统电池包与车身集成形式

闭式CTC

开式CTC

如何操作去解决CTC电池包的大集成化问题从而深入了解CTC？

（1）这个开发路线并不是统一的，一些路线是将地板集成电池包上盖上，再通过这个二合一盖子去密封原来的电池包。这样就降低了一层盖子，那么这个盖子从2变1，这样重量就降低了，从而续航增加。这样操作可称之为开闭式CTC（对车身来讲，结构是封闭的，叫闭式CTC，反之叫开式CTC）。特斯拉采用的是开式CTC，即座椅安装到电池包上盖上；而有的公司是闭式CTC，即车身原来的地板和电池包上盖融为一体。

特斯拉此技术路线具有以下特点：

—4680电芯正极朝上放置，从车身横向布置，电芯采用侧面冷却的方式；

—电芯在Pack内采用结构胶封装，胶凝固后增强了电芯的结构强度，提高了其刚度和抗扭、抗剪切力；

—电池上壳体同时涵盖了密封电池和车身底盘的两个功能；

—同时简化了整个装配过程，先将车身+前后铸件完成装配，再将structure battery与车身完成连接即可。

（2）当然这样操作也有一定的缺点：CTC技术相较传统电池包技术的优势已经很清楚，但劣势也很明显，其中最大的一个问题就是维修性差。而且两种CTC路线之间还存在一些差异。对于闭式CTC，由于其电池系统不能成为独立的系统，对电池的一些下线的检测变得困难，比如电池系统的密封性检测，不得不带着很大块车身结构去进行，需在总装车间开发检测线和返修线，导致生产节奏大大降低，增加成本及工时。如出现问题，漏气点排查困难，无法短时间内返修完成，只能将问题车下线维修。因此这种方案需要很精致的总装线设计以免影响产能。对于开式CTC，电池包还是一个独立功能的系统，可以避免闭式CTC的这些问题，但另一个难题是电池维修性相当的差。当电池的某节电芯需要更换时，您的爱车拆下来的不仅仅是电池包，还有座椅，很可能还有车门。因此，开式CTC需要对电芯质量，一致性等相当有信心。

（3）也有更大胆的CTC创新设计，一体式电池包与滑板式底盘的结合将实现1+1>2的效果。为了进一步降低重量来换取续航里程，那就除了上盖二合一之外，继续通过改变电池包下壳体和车身双侧结构梁，让二者融为一体，这样就能大幅度地降低重量。由于此项技术核心保密，就此不再赘述。

03、CTC的优势、劣势

CTC的“难处”及新的“挑战和机遇”：

—对电芯一致性的要求大幅提升；

—整个电池包的密封性/强度/刚度设计须结合整车底盘进行系统性开发；

—大大增加了电池的售后维修难度；

—各种胶(结构胶/导热胶/密封胶)的用量将大幅提升，提高了对“胶”的要求，及“涂胶”工艺的要求，核心是涂胶路径和工艺参数的设计，胶的产品质量及涂胶的重要性将会凸显；

—由于对电芯一致性要求非常高，同时结合较高的维修难度，将不满足与BMS的即时监控，将会带动远程（云）监控的需求，基于大数据，能够对每个电芯的健康程度进行预判（过充/过放/过压/欠压/过温/热扩散等等）。

标签：电动汽车电池系统的零部件

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