近两年的新能源汽车领域,CTC、CTB和CIB这几个以C开头的缩写词汇频繁出现,它们虽然看似相似,却各自有着不同的含义,让人有些摸不着头脑。
先得出结论:
电池车身/底盘一体化的概念,无论是CTC(Cell to Chassis)、CTB(Cell to Body)还是CIB(Cell in Body),实质上都是一回事。这项技术的核心在于将电池与车身底盘紧密结合。该概念最早由特斯拉在2020年伴随其最新的4680电池推出。具体实现方式是将电芯直接集成在车身底盘上。
目前,全球已有三家汽车制造商成功量产采用电池车身一体化技术的汽车。除特斯拉外,其余三家均为中国的自主品牌。按照量产的顺序,它们分别是零跑、比亚迪以及最新的小鹏汽车。
车身电池一体化究竟是何概念?
简而言之,就是将单个电芯直接集成于车身之中。
回想四驱车的构造,其直接将两节电池安装在车身底板上,这便是车身电池一体化的早期原型,即CIB(车身一体化电池)的灵感来源。
传统的电动车对电池保护极为重视,因电池易受损伤,且电池管理能力相对有限。因此,电池会被严密包裹,以防意外磕碰引发短路自燃。
通常,一组电芯会被包裹成一个模组,再将多个这样的模组组合成电池包,这些电池包会被安装在车身底板上。而在电池包之上,还会有一层座舱底板,用于固定座椅和座舱零部件,以确保整体结构的稳固和安全。
电动汽车的底盘因过多的包装而显得异常厚重,座舱头部空间因此变得狭窄,驾驶视野也受到影响。
为解决这一问题,电池车身一体化理念逐渐兴起。CIB技术通过省去模组和电池包结构,直接将车身底板作为电池包的下盖,无需将电芯组合成模组,可直接安装在底板上。同时,电池包上盖与座舱地板相结合,既起到保护电芯和乘客的作用,也为座椅安装提供了稳固的平台。这一创新有效优化了汽车内部空间布局。
原本复杂的底盘加电池包结构被革新为简洁的上下两层底板加中间电芯的“三明治”布局。
那么,电池车身一体化的终极目标是什么呢?
结论明确:
无论是特斯拉还是国产汽车品牌,实施电池车身一体化的核心目的只有一个——降低成本。
尽管车企可能宣传其纵向空间大、安全性高、重量轻等CIB的附加优势,但降低成本才是其核心目的。
降低成本并非不好,正是通过CIB降低成本,我们才能看到价格亲民的小鹏G6 800V平台和特斯拉Model 3。只要成本降低能转化为消费者实惠,这样的降本就是有益的。
CIB将底盘电池的多层保护结构简化为两层,除了能释放纵向空间外,最大的优势在于减轻重量,进而降低整车能耗,实现更长的续航里程。
早期资料表明,CIB技术通过省略成组环节,有效释放电池包内部空间,允许容纳更多电芯,从而实现更大的电量。
尽管选择了CIB技术的车企并未采用更大电池包以追求更长续航,而是用较小容量电池包实现相似续航,其背后的原因仍是降低成本。
再谈安全性,CIB技术通过把电芯置于车辆侧边梁之间,利用车身结构的坚固性来保护电池安全,从而对电池安全有积极影响。
然而,对于现有的纯电动汽车架构而言,将电池包保护融入车身结构设计中早已不是新鲜概念。目前,大多数新兴汽车品牌都将电池包保护视为关键,其中车身结构如侧边梁和前后纵梁都是保护电池包的重要部分。
以小鹏G6为例,其声称的车身扭转刚度超过40000Nm/deg,主要得益于前后一体化压铸车身的应用。同时,CIB技术也对此有所贡献,因为它将电池下底板与电芯固定槽采用一体压铸,形成一个完整的零件,增强了底盘的整体性。
CIB技术虽然有其优点,但也存在缺点,即维修经济性不佳。
若电芯损坏,无法维修,只能更换整个电池包或新车,导致制造成本转嫁到后期维修成本上。因此,CIB降本并非绝对好与坏,关键在于是否能真正惠及消费者。
电池车身一体化虽为电动汽车未来趋势之一,但其前景并未如800V高压平台那般明朗。因为CIB所带来的优势,包括降本,均有可能被其他替代技术实现。例如,上汽采用的卧式电芯同样能释放头部空间,全域800V平台在能耗控制上表现更优秀。
因此,各家车企需根据自身技术优势和产品定位,选择最适合自己的技术。
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