近期，有些車企轉(zhuǎn)頭去做手機(jī)了，也有一些做手機(jī)的企業(yè)又跑去做汽車了，看上去都是一副“不務(wù)正業(yè)”的樣子。但從技術(shù)發(fā)展和集成的角度去看，手機(jī)和汽車——尤其是電動(dòng)車——其實(shí)還有幾分相似。

十幾年前，手機(jī)電池還是需要拆下單獨(dú)充電的，而到了現(xiàn)在它已經(jīng)被集成到手機(jī)內(nèi)部，不需要拆就可以省去一些用于包裝和保護(hù)的部件。汽車的動(dòng)力電池雖然不用拆下來去充電，但隨著集成程度的提高，也在不斷舍去多余的部件。同時(shí)，也跟手機(jī)電池一樣，隨著OTA升級(jí)，還會(huì)不斷的優(yōu)化。

動(dòng)力電池的“瘦身史”

動(dòng)力電池的設(shè)計(jì)大致可以分為3個(gè)大的階段，分別是標(biāo)準(zhǔn)化模塊的1.0時(shí)代，采用大模組的CTP 2.0時(shí)代，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。

標(biāo)準(zhǔn)化模塊 | 圖蟲創(chuàng)意

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。

寧德時(shí)代：CTP技術(shù)和比亞迪：刀片電池 | 中信證券[2]

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(jiǎn)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方案與傳統(tǒng)方案對(duì)比

CTC技術(shù)到底難在哪里？

說起來容易，但要真實(shí)現(xiàn)CTC，技術(shù)問題非常多。將電池和底盤做融合，目的就是通過這種集成化的設(shè)計(jì)減少零件數(shù)量，壓縮空間體積，提高整車的電量和續(xù)航。但到底要怎樣融合，如何保證電池的防水性能，減少層層包裝后電池安全性如何保證，如何調(diào)整生產(chǎn)線、如何測(cè)試、量產(chǎn)、維修，這些都是需要考慮的問題。

最早的CTC理念就是零跑提出的，而且國內(nèi)真正實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)CTC技術(shù)的，零跑也是第一個(gè)。

在2016年，零跑汽車董事長(zhǎng)朱江明受到智能手機(jī)電池集成式設(shè)計(jì)的啟發(fā)，率先在內(nèi)部提出了將動(dòng)力電池和底盤集成為一體的想法。經(jīng)過6年的的不斷研發(fā)、試驗(yàn)、改進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)了CTC技術(shù)的量產(chǎn)化落地，將搭載在他們的新款旗艦車型零跑C01上同步量產(chǎn)。

CTC技術(shù)硬件創(chuàng)新上，最基礎(chǔ)也是最關(guān)鍵是“怎么把底盤和電池做成一體化”，零跑給出的答案是“一體化托盤結(jié)構(gòu)”。設(shè)計(jì)思路是把電池安裝到一個(gè)電池托盤內(nèi)，然后再把這個(gè)托盤安裝到底盤下方，像是一個(gè)倒扣的餐盤。為了提高電池的牢固程度，電池的上下也和托盤、底盤固定。整個(gè)集成化設(shè)計(jì)既是車身結(jié)構(gòu)，又是電池結(jié)構(gòu)。

就像現(xiàn)在的手機(jī)大多數(shù)可以做到電池和電路結(jié)構(gòu)的防水，電動(dòng)車在雨天、涉水路況上也需要做到良好的防水。在1.0的2.0的電池結(jié)構(gòu)中，經(jīng)過層層包裝，動(dòng)力電池的防水性能其實(shí)不難做到，但到了3.0的CTC時(shí)代，模組和電池結(jié)構(gòu)都被精簡(jiǎn)，如何靠底盤和托盤結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)防水，是一個(gè)非常難的問題。

大面積的金屬板件是通過焊接的方式組合到一起的，考慮到防水性能，傳統(tǒng)的焊接和檢測(cè)方式也就不再適用了。為了解決這個(gè)問題，零跑采用了特殊的工藝，提高了焊接質(zhì)量、精度控制和焊接的一致性，也提出了新的氣密性檢測(cè)方法和返廠維修方案。在底盤和托盤的連接處，采用了“鉚釘+密封膠條”的組合，保證防水性能。

底盤和托盤連接的鉚釘和密封膠條

除了防水，行駛過程中磕磕碰碰在所難免，電池要能夠在這些外力下依舊“堅(jiān)挺”，一體化托盤的結(jié)構(gòu)也能很好的實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。比如，托盤并不是平整的一張板，上面有橫縱交錯(cuò)的梁作為骨架，可以很好地增強(qiáng)底盤和托盤的強(qiáng)度。在車身側(cè)面，還裝有吸能結(jié)構(gòu)，有事兒它真扛：當(dāng)發(fā)生側(cè)向的劇烈碰撞時(shí)，沖擊力會(huì)優(yōu)先傳導(dǎo)至吸能板，吸能板產(chǎn)生形變從而吸收掉沖擊力，最大程度降低對(duì)支撐結(jié)構(gòu)和電池的影響，保證電池的安全。

橫縱梁組成的骨架結(jié)構(gòu)

越來越“聰明”的電池

有了硬件的創(chuàng)新和突破，當(dāng)然也要有旗鼓相當(dāng)?shù)能浖?chuàng)新做支撐，零跑將BMS和云平臺(tái)結(jié)合成了AI BMS大數(shù)據(jù)智能電池管理系統(tǒng)。它就像是一個(gè)可以不斷學(xué)習(xí)進(jìn)步的智能管家，對(duì)電池進(jìn)行時(shí)時(shí)刻刻的守護(hù)，并且可以通過OTA進(jìn)行全生命周期的軟件更新，讓電池更安全、更長(zhǎng)壽、也更高效。

比如，AI BMS可以實(shí)時(shí)監(jiān)控電池的各項(xiàng)指標(biāo)，并把數(shù)據(jù)發(fā)送到云端進(jìn)行AI數(shù)據(jù)建模，得到電池當(dāng)前的狀態(tài)，并通過APP反饋給車主。有了這些數(shù)據(jù)和狀態(tài)，AI BMS就可以基于已經(jīng)發(fā)生過的歷史故障進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，在下次故障前做到提前預(yù)警。它還能自動(dòng)糾正錯(cuò)誤的電池使用方式，并提供更智能的充電策略，讓電池始終工作在最佳狀態(tài)。

如果說，一體化托盤結(jié)構(gòu)讓電池具有一副可靠、強(qiáng)力的“鋼筋鐵骨”，那AI BMS則賦予電池“心智”，讓電池越來越“聰明”。身心的全面進(jìn)化，讓零跑的CTC底盤成為了新生代車型的能量母體，不僅可以適配高度集成化和模塊化的生產(chǎn)，在未來還具有非常強(qiáng)的功能擴(kuò)展性。

坐在電池上開車是種什么感受？

零跑的CTC技術(shù)，帶來的也不僅僅是電池系統(tǒng)的改善，它對(duì)整車的性能都有不同程度的提高。在即將亮相的零跑C01車型上，CTC技術(shù)就帶來了安全、性能、駕乘體驗(yàn)和成本四個(gè)方面的改善。

電池的安全性肯定是電動(dòng)車最基礎(chǔ)也最重要的指標(biāo)了，在出廠前，電動(dòng)車的電池都要經(jīng)過“上刀山下火?！钡雀鞣N考驗(yàn)，零跑比國標(biāo)還多8項(xiàng)檢測(cè)的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，證明了通過電池和車身結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度互補(bǔ)，再加上AI BMS的全時(shí)守護(hù)，電池安全性得到了大幅度的提升。

得益于CTC底盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，再加上AI BMS對(duì)能耗的經(jīng)濟(jì)性管理，可以達(dá)到綜合工況700公里以上的續(xù)航。同時(shí)，CTC技術(shù)讓車身扭剛度提升25%，整車重量降低了15kg，操控性能也進(jìn)一步增強(qiáng)。

CTC高度的集成化，消除電池與車身之間的安裝間隙，車身垂直空間增加10mm，加上5米長(zhǎng)的水平車身也讓車內(nèi)空間非常充足，駕乘體驗(yàn)極佳。

最后，得益于CTC帶來結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)，C01整車的零件數(shù)比傳統(tǒng)方案減少20%、結(jié)構(gòu)件成本降低15%，更加的便于大規(guī)模量產(chǎn)。

在這些性能提升下，零跑C01成為了一輛大空間、長(zhǎng)續(xù)航、操控性和安全性都更強(qiáng)的中大型轎車。

而最難能可貴的是，零跑不僅提出了CTC技術(shù)的理念，還通過6年的努力、鉆研和推翻重來，讓這個(gè)理念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，成為全球第一個(gè)能夠量產(chǎn)無獨(dú)立電池包CTC電池技術(shù)的企業(yè)，并通過零跑C01證明了CTC技術(shù)給整車性能帶來的改善，讓動(dòng)力電池技術(shù)正式進(jìn)入了3.0的新時(shí)代。相信在未來，電動(dòng)車肯定會(huì)再次卸掉厚重的枷鎖，完成再一次瘦身，我們不用再有電量的焦慮，能夠更加自由地一路“零跑”。

關(guān)鍵詞： 動(dòng)力電池