電動車下一個新風口？零跑掀起CTC技術競賽
撰文 / 劉寶華編輯 / 張 南設計 / 師玉超
特斯拉、零跑、比亞迪。
這三家企業放在一起的邏輯是什麼？
4月25日，零跑舉辦智能動力CTC電池底盤一體化技術發佈會，發佈國內首款可量產的CTC電池底盤一體化技術。
CTC全稱是cell -to -chassis，直譯是從電芯到底盤，指將電池、底盤和下車身進行集成設計，簡化產品設計和生產工藝的技術。
特斯拉是最早運用這項技術的汽車廠商。今年3月啓動運營的特斯拉柏林工廠，在ModelY的生產中啓用了兩項動力系統新技術，一是4680電池，二是電池包取消了模組設計，電芯密集排布在車輛底盤上，電池上蓋肩負密封電池與車身地板兩項功能，座椅則可直接裝在電池包上，也就是CTC技術。
這屬於電池結構創新，通過減少冗餘的結構設計，有效減少零部件數量，在提升空間利用率和系統比能的同時，車身與電池結構互補，使電池抗衝擊能力及車身扭轉剛度得到大幅度提升。
在比亞迪e3.0平台、海豚車型的流出信息中也有CTC技術的身影。對比亞迪來説，CTC可以算作其刀片電池採用的CTP技術（Cell tp Pack，無模組電池）的延伸。
但比亞迪的CTC只存在於媒體報道和非正式消息源，並沒有官宣。
因此，基於零跑採用CTC技術的首款車型C01將於今年8月量產交付，零跑的CTC大概率會是繼特斯拉之外，全球第二家讓該技術量產的汽車廠商，國內首家。
特斯拉、零跑、比亞迪，這個排序就是目前已知的CTC技術量產落地的順序。這三家之外，電池巨頭寧德時代，整車廠大眾、沃爾沃、通用均被報道過在跟進上馬該技術，但量產落地時間較晚。
CTC技術的推出讓行業再次對零跑這家從其他行業進入汽車的造車新勢力刮目相看。首款車S01上市後因定位太過於小眾，銷量有些暗淡。但第二款車T03迅速調整到位，一路高歌猛進，2021年以4.3萬輛成績位列造車新勢力第6，T03躋身2021年造車新勢力單一車型上險量TOP3。
進入2022年零跑勢頭有增無減，3月首次實現月交付破萬輛，名列當月銷量排行第四，首次超過蔚來，同比增速超過200%。第一季度累計交付21579輛，同比增幅達到410%，再跳一級，位列造車新勢力一季度銷量排行第5。
現在，零跑又在電動化單點技術突破做到行業第二，國內第一。
電池技術進化路線
發佈會和採訪中，零跑將CTC技術提升到“引領全球動力電池行業進入3.0時代”的高度。
零跑認為，動力電池發展至今可以分為三個時代。
1.0時代是VDA/MEB標準化模組模式，電池包開發簡單，無法靈活進行電量和電壓配組，零部件多，系統成本高。
2.0時代的革新是CTP大模組技術，體積利用率提升15%-20%，零件數量減少15-20%，生產效率提升30%。
3.0時代就是CTC電池底盤一體化技術，零部件數量減少20%，結構件成本減低15%，提高整車剛度25%，高度集成化和模塊化。
事實上，上述這些屬於電池結構創新技術，電池另一大技術突破是在原材料方向，例如811高鎳電池、鈉離子電池、固態電池等。
在固態電池取得突破進展之前，原材料創新這條技術路線進展相對緩慢，所以近幾年來，電池創新更多出現在結構創新上，也就是上述從1.0到3.0時代的從模組到大模組再到與底盤一體化。
如果從電池與車身結構關係的層面看，與CTC同時代的還有換電和滑板底盤技術。
與CTC相比，換電更偏重商業模式創新，電池本身性能並沒有突破，重點是用户在補能時更加便捷高效，電池可以統一慢充並檢測，在壽命和安全性上有更多保障。
滑板底盤是把底盤開發與車身分開，零跑認為它的優點是降低了車企研發門檻，更適合大型SUV、皮卡、貨車等非承載車身結構，家用轎車和SUV並不適合，未來前景也不是很清晰。
而CTC能帶來肉眼可見的顯著提升。
首先是減少模組後產生更多的電池容量空間，相比傳統方案電池佈置空間增加14.5%。
節省空間帶來的好處，除了上述的增加電池用量，實現更長續航里程之外，還可以在同樣電量條件下增加乘坐空間、空間佈置更靈活，比如零跑給出的數據：由於消除電池包與車身之間的安裝間隙，車身垂直空間增加10毫米。
其次是輕量化，電池系統取消模塊層級節省下的結構件讓車身輕量化係數相比傳統方案提升20%，同級係數更好，經濟性、性能更均衡。
第三是讓車身扭轉剛度提升25%，零跑給出的數據是：鋼製或鋼鋁混合車身行業普遍扭轉剛度是2萬牛米/度到3萬牛米/度之間，C01同樣是鋼鋁混合車身，採用CTC之後車身扭轉剛度超過3.3萬牛米/度。
而車身剛度越高，抵禦共振能力就越強，NVH性能越好，操控性、響應度和行駛性能越好。同時提升被動安全。
另外通過軟件控制，電池的主動安全也得以提升。零跑科技戰略與產品規劃部總經理江濤在採訪中提到，“CTC除了機械結構的創新之外，我們還加入了軟件的控制和創新，採用AI BMS的技術之後，實時監測，這樣基本上杜絕了因為電池或者電芯失效引發的安全問題。”
為什麼是零跑
從已公開內容看，CTC是目前炙手可熱的動力電池技術方向之一，多家跨國汽車集團都在跟進，這個技術為什麼被成立還不到7年、在造車新勢力中都不算頭部的零跑率先研發並量產？
零跑在會後的採訪中也坦言“零跑做CTC技術研發的時候，當時業界並無可參考借鑑的先例，也不知道特斯拉正在做，最終出來的時間差不多”。如果C01如期在8月量產交付，零跑CTC和特斯拉的落地時間相差不到半年，算得上率先。
朱江明覺得這是水到渠成的事，因為零跑6年前就成立了電池研發團隊，每一款整車的電池包都是自己研發的，零跑掌握了基於電池製造整個模組、電池包和BMS的技術能力。
“只有車企有了電池的研發能力，有了車身、底盤設計、研發能力，才有可能做一體化設計。從未來行業格局來看，希望電池製造商更加專注電芯做得更可靠、一致性更好、成本更低；而模組和Pack，由整車廠設計、製造更有利。”朱江明説。
他認為整車廠衝壓、焊接、塗裝、總裝四大工藝都可以作為電池Pack製造的其中的一部分。電池有很大的殼體，需要衝壓，從鈑金開始，包括焊接，到塗裝，總裝設備都可以通用，可以和車身製造過程通用，所以車企有條件把電池包做好。
如此一來，整車廠只需要從電池供應商採購電芯，其他工作由自己完成，這不但改變了分工，還會讓一些專業製造電池模組和電池包的公司失去商機。
但朱江明認為這是更科學的分工體系，“電池廠家也覺得很艱難，因為定點一款，要開發結構、模組，兩年以後才能上市，中間還有很多的OTS車，它都不知道車量產可以賣幾台，很痛苦，做也不是，不做也不是。整車廠也是一樣，是不是和A供應商完全綁定呢？價格定了以後，是不是永遠就這個價格呢？所以，在我們看來電池廠家做電芯，整車廠家做電池包，做BMS，做整個電池的管理，這樣的分工會更好，各司其職。”
好的技術突破需要技術積累，有時候還需要一個想法點燃。
零跑的CTC想法來自朱江明，他在2016年時受到從功能手機分離式電池到智能手機一體式電池的啓發，“汽車動力電池是不是也可以借鑑這種思路？”，於是立即啓動預研，2019年真正落實研發，3年之後實現了量產落地。
研發中遇到的困難不少，零跑電池產品線總經理宋憶寧回憶，碰到的第一個難題是氣密性怎麼解決，“通過車身的縱梁、橫樑，包括用底盤結構作為電池包的上部結構，改變了一些原有的設計，讓兩個合二為一，這兩年在氣密性方面做了很多驗證，目前徹底解決了這個問題。”
其次是安全性，集成化以後安全性是不是能和原有電池包保持一致呢？安全性是一個複雜的系統性問題。
“在這個過程中，因為零跑是首家實現CTC技術的企業，沒有借鑑，也沒有資料可查，在摸索過程中，我們遇到了很多困難，但是通過全域自研能力，我們的優勢是底盤、車身、電池工程師每天在一起，可以相互協調解決問題。這個過程也經歷了多年時間，才得到徹底的解決， 因此C01也成為國內第一款搭載CTC技術的產品。”宋憶寧説。
最後，CTC在研發中還保持了高通用化和適用性，未來可以兼容800伏高壓平台、400千瓦的快充技術路線，未來還可以實現充電5分鐘、續航200+公里的“加油式”充電。
一些新技術對廠商有利，但把代價轉移給了消費者。比如特斯拉首創的車架一體鑄造技術，可以讓製造環節提高效率、降低成本，但如果碰撞傷及車架無法維修只能更換，更換成本接近整車價格。
零跑的CTC考慮到了售後維修。
朱江明介紹：“現在的托盤模式和整包維修沒有太大的區別，未來我們會為每個零跑的服務中心提供真空檢測，配備抽真空的設備。如果要有電池包維修能力，現在所有電池服務中心都必須具備這個設備，整體來説採用一體化的模式，對維修來説也沒有造成很大的障礙和難度。”
零跑把CTC相關技術免費向外界開放，目的是讓更多車企和消費者瞭解CTC技術，也希望有更多同道中人加入，在原有技術上促進更多創新，產生更多價值。
正如朱江明所説：“新技術不應是壁壘，而是帶動產業向上突破的階梯。”
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