深挖比亚迪CTB技术(一文读懂CTP、CTC、CTB)

深挖比亚迪CTB技术(一文读懂CTP、CTC、CTB)-有驾

来源:AEE汽车技术平台

当前,全球汽车行业面临车规级芯片、线束等原材料短缺的挑战,导致研发与生产进度受到不同程度的影响。在此背景下,比亚迪作为新能源汽车和电池行业的佼佼者,其实力毋庸置疑,其刀片电池具有极强的竞争力。

然而,比亚迪为何仍积极研发CTB技术呢?相较于已知的CTC技术,CTB技术的优势又在哪里?这需要我们了解当前全球动力电池的主流发展趋势。

动力电池的发展趋势是从油改电模式转变带来的动力提升。传统的“电芯-模组-电池包”形式(即小模组),虽然有助于电芯的管理和后期维护,但为了连接各部分,需要大量线缆和结构件,导致冗余结构增多,降低了电池包的利用率,也增加了动力电池的重量。

采用小模组电池包的油改电车型还面临重量激增、空间利用率低导致的续航问题,以及底盘突出影响美观、电芯防水隔热难处理等安全性挑战。

比亚迪的CTB技术则是一种创新的电池结构技术,有望解决这些问题,提高电池性能和安全性。具体优势还需要进一步研究和对比。

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为了解决上述问题,业内开始引入“CTP”概念,即省略或减少模组,直接将电芯集成在电池包内。比亚迪的刀片电池就是一个很好的例子,它采用了无模组设计,显著减少了内部线缆和结构件,从而实现了电池包体积能量密度的有效提升。这种创新设计不仅简化了电池结构,还提高了电池的性能。

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电芯作为电池能量密度的核心组件,其数量的增加理论上有助于提高车辆的续航能力。然而,这与燃油车的油箱重量有所不同。例如,一辆燃油车拥有仅重60kg的60L油箱,而达到同等重量的动力电池却只能提供有限的续航。对于现有车辆而言,底盘空间已被动力电池占据,若盲目增加电池数量,则面临如何妥善安置的问题。可行的选择似乎只有填满后备箱或像房车一样携带大量电池,但这显然不切实际。因此,问题的关键在于如何在确保能量密度安全稳定提升的同时,实现电池体积的进一步压缩和密度的增加。

当前,业界出现了两种主要的技术路线来解决这个问题:一是以特斯拉和零跑为代表的CTC技术,另一种则是比亚迪的CTB技术。尽管两者都关注电池与底盘的整合,但在具体结构和表现上存在差异。

深入探讨CTC技术,即Cell To Chassis技术,它旨在将电芯直接整合到底盘上。相较于传统的CTP(电池包精简技术),CTC技术进一步减少了“中间商”环节,实现了更为高效的电池与底盘整合。这种技术能否成为未来主流,尚需进一步观察和研究。

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(关于零跑CTC技术)

CTC技术与传统电池安装方式的显著区别,在于其取消了电池包上盖板或座舱地板,从而简化了车身线缆和结构件。各厂家的具体实现方式略有不同,例如零跑采用的是取消电池包上盖板的CTC方案,而特斯拉则选择取消座舱地板的方案,并称之为structural battery。特斯拉的该方案还结合了4680电池,将车舱横梁和车内座椅都集成在电池包上,显示了更高的集成度,但这使得电芯的维修或更换变得不可能。

比亚迪的CTB技术(Cell To Body)与CTC技术有相似之处,即将电芯直接安装在底盘里。然而,两者的区别在于CTC技术仍将电池包视为需要特别保护的对象,而比亚迪的CTB技术则充分利用刀片电池的高安全性和高结构强度特点,将其融入车身的整体设计中。刀片电池的电芯与整个电池包组合成类似蜂窝铝的结构,本身就扮演着车身结构件的角色。

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(比亚迪CTB技术)

我们了解到CTP仅是一种电池包技术,而CTC和CTB则属于整车技术范畴。虽然CTB在集成度方面略逊于特斯拉的CTC方案,这意味着比亚迪的制造成本可能会稍高于特斯拉。但在结构安全和可维修性方面,比亚迪的CTB技术表现出色,明显更有利于用户的利益。

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比亚迪CTB电池技术助力电动车实现减法策略

在造车领域,做加法相对容易,而做减法则颇具挑战。以电动车为例,单纯追求增加续航而盲目提升电池容量并非明智之举。因为随着电池容量的增加,电池重量也会相应上升,进而增加电耗,使得续航的增益逐渐减小。同时,电池容量扩大还可能带来潜在的安全隐患。而比亚迪的CTB电池技术则为此提供了全新的解决方案,助力电动车在实现续航提升的同时,更为轻便、安全。

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在电动车技术发展中,如何在保证性能的前提下减少车辆重量是一个挑战。作为新能源汽车领域的佼佼者,比亚迪推出的CTB技术为解决这一问题提供了标准方案。

CTB技术即电池与车身一体化技术,它将电池包与底盘紧密结合,使电池包成为车身结构的重要组成部分。这样,动力电池不仅能提供能量,还能承担结构体的功能。

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关于CTB技术的优势有哪些呢?

首先,通过取消模组和电池包上壳体的设计,我们能够更有效地利用有限空间来装载更多的电芯。这不仅有助于提高电池容量,还能增加续航里程。以比亚迪海豹为例,它采用了CTB技术,经过优化的结构使得动力电池系统的利用率提升了66%,系统能量密度也提高了10%,从而实现了长达700公里的续航里程。这一技术的应用带来了显著的效益。

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CTB技术的应用不仅降低了车辆电池组件的重量,而且增强了车辆的整体结构强度。该技术通过将刀片电池与托盘和上盖粘连,形成了类似蜂窝铝板的“三明治”结构。这种结构使得原本就具备高安全性的刀片电池变得更加坚固。以比亚迪海豹为例,其采用CTB技术后,车身扭转刚度达到了惊人的40500N·m/°,极大地提升了整车安全性,并使得车辆操控更加灵活。更令人印象深刻的是,这种三明治结构的电池包在承受重达50吨的卡车碾压后,仍能保持良好的安全性能,不冒烟、不起火,电芯状态正常,且可重新装车使用,展现了其超凡的强度。

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最终,CTB技术对车内乘客最直接的感受在于,动力电池包通过车身替代上壳体设计,有效增加了车内的纵向空间,为乘客带来更优越的乘坐体验。此外,车身结构的简化不仅降低了车身振动,还提升了车辆的NVH性能。结合CTB技术提升的操控性,可以说CTB技术在驾驶者和乘客的体验上都展现了更为贴心的设计。

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除了直观的性能体验,CTB技术还有一个隐性优势,即其简化了动力电池包等传统电池包的复杂结构,减少了零部件数量,从而提高了生产效率。对于车型而言,这意味着更高的性价比。

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比亚迪CTB技术在整体结构方面相较于CTP和CTC技术具有显著优势。CTP技术虽然省去了模组,而CTC技术中的电池包仍是独立个体需要保护。然而,比亚迪CTB技术在此基础上进一步进化,充分利用了刀片电池的高安全性和高结构强度特点。相较于CTC技术,虽然都是将电芯直接安装在底盘,但比亚迪CTB技术提升了整体车身的强度和安全性。

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显然,CTB技术正是比亚迪通过“做减法”的典型代表。这种“减法”策略反而推动了电动车在安全性、操控性、续航能力乃至乘坐体验方面的持续演进。

综上所述,特斯拉的CTC技术方案颇为激进,虽集成度高,但灵活性相对欠缺,维修性也较差。零跑的CTC在轻量化方面虽不如特斯拉追求极致,但电池舱密封性能存在风险。而比亚迪的CTB方案则在轻量化和集成度上达到了平衡,并以其高安全性更符合未来发展趋势。

电池车身一体化与换电模式走向不同的道路,当前电池密度和性能是否能支撑这一技术的蓬勃发展尚待观察。然而,指出并承认这些风险,并不等于否认电池车身一体化技术的主流趋势。新技术的诞生与发展必然经历历练,有所取舍。技术总是具有双面性,只要能在各方面达到平衡,便能有的放矢,走向成熟。期待电池车身一体化技术在未来能够持续进步,为消费者带来更好的体验。

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