解析电池技术发展路线,海豹CTB技术是否绝对领先?
就在前几天,比亚迪e3.0平台的首款中级轿车-海豹(图片|配置|询价)正式上市,其中它的CTB技术则是新车最大的亮点之一。什么是CTB呢?CTB技术的英文全称是Cell To Body,我们逐步分析每个单词的意思,Cell是“电池”的意思,To是“到”的意思,Body是“身体”的意思,组合起来的意思就是:电池车身一体化。
搭载CTB技术的比亚迪海豹
而在比亚迪发布CTB之前,宁德时代发布了麒麟CTP技术,零跑发布了CTC技术,而特斯拉ModelY也发布了自家的CTC技术,各种技术路线可以说是眼花缭乱,今天键盘君就给大家掰碎了讲一下。
早期电池模组
早期的电动车没有现在的液冷、温控等技术,所以在安全方面有所欠缺,基本都采用“电芯-电池模组-电池包”的封装形式,这种设计方式在发生热失控时可以减少模组之间的热量传递,提升它的安全系数。但同时这种封装模式有很多“中间商”-线缆和结构,导致它的体积非常大,很多小伙伴想一下早期的电动车的造型都看起来比较怪,看起来重心很高,这其中很大一部分是电池的“锅”。
宁德时代麒麟电池-特斯拉4680电池的最大对手
为了解决这种问题,CTP(Cell To Pack)技术横空出世,即由电芯直接组成电池包,取消“中间商”-电池模组,比如比亚迪的刀片电池其实就是一种CTP的封装工艺,通过CTP的封装工艺,减少了电池包内部的线缆和结构件,减少了电池包的体积,增加了能量密度。
比亚迪刀片电池
虽然通过对电池包内部删繁就简,电动车的续航都得到了有效的提升,成为了当下最主流的电池技术。不过这种结构仍然不算最理想的状态,传统汽车底盘的结构以及横梁还占用这相当大的一步空间,这依旧让电动车有着的车身高度偏高,内部Z轴空间偏低,坐进去舒适度一般的问题,于是催生了更为先进的CTC技术(Cell To Chassis)技术,即底盘电池一体化技术。
特斯拉基于4680电池打造的CTC技术
CTC的技术相比CTP的技术区别在于取消了座舱底盘或者电池包上盖板,这种设计进一步精简了车身结构件,让电池融入整个车盘中,减少了Z轴高度。不过各家的技术路线有所区别,特斯拉的方案是采用自家的4680电池,车身底部是镂空的,电池包充当了车身底板,将车舱横梁和车内座椅全部集成在4680电池包中,也可以说车主是坐在电池包上开车,这种设计能减少车身的部件,降低成本和重量。但是也会给车身的刚性和安全性提出新的挑战,而且电池的维修会变得非常困难。
而国产品牌零跑的CTC技术则是取消了电池的上盖板,保留车身底盘,也很好地利用了地板空间,电池拆装维修要比特斯拉的4680CTC更便利一些,但集成度没有特斯拉的高。
说完了电动车的技术演变今天就要说一下比亚迪的CTB(Cell To Body)技术,其实从大类上来讲,CTB和CTC并没有本质上的区别,都是将电池包集成在底盘中。不过其中技术细节还是有比较大的差异,特斯拉4680CTC方案电池包两侧都留有较大的间隙,在车身两侧横梁和电池包之间用泡沫进行填充,从而更好的保护电池,避免侧面碰撞伤害到电池。
而比亚迪CTB技术则不同,其中刀片电池本身就具有非常高的强度,刀片电池的电芯采用了纵置排列与整个电池包组成蜂窝铝的结构,承担里整个底盘的结构件的作用,相比特斯拉的CTC技术,CTB的安全性要高一些,维修便利性要好一些,不过它整体的集成度和减重效果要比特斯拉稍差一些。
通过了解以上的技术原理,那么CTB到底能为我们消费者带来什么?有什么优缺点?
1.提升车辆的安全和操控性能
比亚迪对刀片电池进行抗压试验,测试实验中,一辆比亚迪电动重卡,在货箱加载配重后,以50吨的自重,驶过测试路面,而在碾压刀片电池时,可以发现电池外观也没有任何变形,成功抵过重卡的碾压。实验团队把受到碾压的电池包重新安装回海豹上进行测试,电池装载完毕后,海豹成功一次启动点亮并能够正常行驶。而刀片电池组成的电池包参与到整个车辆的力量传导,为车身结构提供支撑,在侧面碰撞中能够减少对乘员舱的入侵。另外,搭载CTB技术的海豹车身抗扭转刚性达到了40500N·m/°,官方宣传达到了百万级豪车的级别,抗扭系数高也让整体车身的动态响应更加灵敏,侧向支撑性更出色,提升整个车辆的操控性。
2.提升电池包的体积能量密度和质量能量密度,搭载CTB技术的海豹可以装得下82.5kWh的电量,续航达到了700KM。
海豹后排空间
3.让空间和外形不再矛盾。以往的纯电动轿车虽然腿部空间要比燃油车有优势, 但地板的位置要比燃油车更高,这就让乘客有种坐小板凳的感觉,属于看起来大,坐起来不舒服。CTB以及其它厂家的CTC技术可以优化座舱内部的Z向高度,坐起来身体更舒展。同时海豹的车身高度也只有1460mm,让整个侧面显得更加低趴运动。
无论是海豹搭载的CTB或者零跑/特斯拉CTC技术,这种电池车身一体化技术会对电池供应商造成挑战,以往电池企业推出电池包,各家削足适履,进行整合。而现在电池车身一体化技术势必会让电池企业参与到底盘的开发中去,对于比亚迪、特斯拉这种上游车企难度较小,对于其他造车新势力还是有不小的挑战,预计这种技术并不会成为主流,而是被行业一线车企拿捏在手里成为卖点。
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