特斯拉，率先提出了 CTC 技術(shù)概念。
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CTC (Cell to Chassis) 電池技術(shù)是將電芯直接集成到車輛底盤內(nèi)部的電池技術(shù)。
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CTC 技術(shù)省去了從電芯到模組，再到電池包的兩個(gè)步驟，直接將電芯安裝在車輛平臺(tái)上，是 CTP（Cell to Pack）的進(jìn)一步集成方案。
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CTC 的技術(shù)思路與飛機(jī)將燃料箱融于機(jī)翼一體而不是另做燃料箱這一設(shè)計(jì)相類似，其目的是高度集成化，減少零部件的數(shù)量與總裝工藝，起到提高效率，降低成本的作用。
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CTC 電池集成方案，省去模組：
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CTC 方案靈感源于機(jī)翼油箱：
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特斯拉 CTC 技術(shù)將首次運(yùn)用于 Model Y 車型上，并將在德國柏林工廠實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，預(yù)計(jì)量產(chǎn)時(shí)間為 2022 年。CTC 工藝技術(shù)的進(jìn)步有望顯著降低 Model Y 的 成本，并提升生產(chǎn)效率。
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動(dòng)力電池的設(shè)計(jì)大致可以分為3個(gè)大的階段，分別是：
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標(biāo)準(zhǔn)化模塊的1.0時(shí)代，
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和代表目前業(yè)界最高水平的CTC 3.0階段。
在1.0時(shí)代，動(dòng)力電池被稱為標(biāo)準(zhǔn)化模塊，結(jié)構(gòu)非常繁瑣，從內(nèi)到外分別為電芯、模組和電池包。
許多個(gè)電芯打包成一個(gè)模組，許多個(gè)模組再打包成電池包，最后安裝在車上。但只有電芯是用來供電的，這種“過度打包”不僅需要設(shè)計(jì)、生產(chǎn)額外的零部件，也要占用額外的空間，這就導(dǎo)致電芯的空間占比減小了。
2.0時(shí)代被稱為“大模組”時(shí)代，主要思路就是設(shè)計(jì)更大的模組，減少模組數(shù)量甚至是無模組，來盡可能減少這個(gè)層面的零件數(shù)量和空間占用，最有代表的就是寧德時(shí)代的CTP技術(shù)和比亞迪的刀片電池。
3.0時(shí)代標(biāo)志著電池和底盤集成設(shè)計(jì)的方案開始問世。CTC是“cell-to-chassis”的簡稱，就是“將電池和底盤融合設(shè)計(jì)”的意思。同時(shí)，還要有更智能的BMS（電池管理系統(tǒng)），對(duì)電池的使用進(jìn)行更智能的監(jiān)控、管理和優(yōu)化。
CTC技術(shù)的難點(diǎn)及設(shè)計(jì)思路
為了解決這個(gè)問題，主要的解決方案，有以下兩種：
方案一：地板面板與電池包上殼體合二為一，集成于電池，相當(dāng)于電池上殼體替代了中地板的一部分結(jié)構(gòu)。電池上蓋與門檻及前后橫梁形成的平整密封面通過密封膠密封乘員艙，底部通過安裝點(diǎn)與車身組裝。
此種方案優(yōu)點(diǎn)在于：電池包作為一個(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)簡單，風(fēng)險(xiǎn)可控。
方案二：地板面板與電池包上殼體合二為一，集成于車身，相當(dāng)于將電池包的結(jié)構(gòu)分為上殼體和電池本體兩個(gè)部分。通過密封膠實(shí)現(xiàn)車身與電池本體的密封，底部通過安裝點(diǎn)與車身組裝。
此種方案的風(fēng)險(xiǎn)在于：拆散了電池包的結(jié)構(gòu)，下車體框架密封電池，由于車身結(jié)構(gòu)較多連接接頭、定位孔、漏液孔等影響，現(xiàn)IP67等級(jí)（沉水1m，半小時(shí)，無水氣侵入）電池密封困難,IP69更難實(shí)現(xiàn)。下車體框架密封電池，嚴(yán)重增加電池進(jìn)水造成電芯短路起火風(fēng)險(xiǎn)，安全隱患嚴(yán)重。
電池-車身匹配界面所有零件及總成，均需進(jìn)行100%氣密性檢測：
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需在總裝車間開發(fā)檢測線和返修線，導(dǎo)致生產(chǎn)節(jié)拍大大降低，增加成本及工時(shí)。
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如出現(xiàn)問題，漏氣點(diǎn)排查困難，無法短時(shí)間內(nèi)返修完成，存在停線風(fēng)險(xiǎn)。
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無法返修將導(dǎo)致整臺(tái)車身報(bào)廢。
熱管理技術(shù)難度再提升，國產(chǎn)替代空間大
動(dòng)力電池的熱管理具有極高重要性，直接影響電池續(xù)航里程和使用壽命，也是保證電池甚至整車安全的關(guān)鍵。溫度過低時(shí)，電池性能下降，續(xù)航里程縮短；溫度過高時(shí)，出現(xiàn)嚴(yán)重的熱聚集后可能導(dǎo)致熱失控，發(fā)生嚴(yán)重的事故。
動(dòng)力電池系統(tǒng)溫度一致性要求高，熱管理系統(tǒng)技術(shù)難度大。一方面，由于“木桶效應(yīng)”，電池系統(tǒng)的性能、可靠性、系統(tǒng)安全性取決于最不穩(wěn)定的電芯；一方面，在保證電芯一致性的前提下，二次不一致性對(duì)汽車廠商的電池系統(tǒng)集成水平、熱管理設(shè)計(jì)水平也提出了很高的要求，否則會(huì)在使用過程中逐漸擴(kuò)大單體差異，帶來性能衰退與安全風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”可能會(huì)因?yàn)橐活w電芯的熱失控導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的熱失控。
因此，由于動(dòng)力電池對(duì)溫度一致性的極高要求，其熱管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通常非常復(fù)雜，技術(shù)難度大，具有較高的技術(shù)壁壘。
熱管理系統(tǒng)的重要性和技術(shù)難度也將因 CTC 而提升。CTC 將電池電芯直接集成到底盤中，沒有了模組和 PACK 的結(jié)構(gòu)保護(hù)，其安全性和穩(wěn)定性將受到極大的挑戰(zhàn)，對(duì)電池系統(tǒng)溫度一致性要求更高，熱管理的重要性將進(jìn)一步提升，技術(shù)上也將更加復(fù)雜。因此，我們認(rèn)為熱管理系統(tǒng)上具備技術(shù)優(yōu)勢的供應(yīng)商將受益于 CTC。
當(dāng)技術(shù)還處于概念階段的時(shí)候，往往看起來比較遙不可及；但當(dāng)技術(shù)開始走向落地時(shí)，進(jìn)展往往會(huì)超出預(yù)期。零跑正式發(fā)布了 CTC 電池底盤一體化技術(shù)，該技術(shù)可以提升車輛續(xù)航約 10%，零跑C01車型將率先搭載。
此外，零跑還宣布將對(duì) CTC 技術(shù)免費(fèi)開放共享。國內(nèi)外許多企業(yè)都重視起了CTC技術(shù)，福特、沃爾沃、大眾、LG、寧德時(shí)代、國內(nèi)初創(chuàng)公司悠跑科技多家大牌車企和電池廠商都入局這一技術(shù)，相信安全性是可以保障的，并且可以大幅降低成本和開發(fā)效率，相信這一技術(shù)可以引領(lǐng)未來的潮流。
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（鋰電產(chǎn)業(yè)通）：CTC電池底盤一體技術(shù)難點(diǎn)解析
