UP超级底盘之所以会采用CTC电池集成方案,需要从两方面来看。
一、CTC技术的先进性:
CTC方案的空间利用率最高,在现有电池本身技术不变的条件下,它是最有效的提升电池容量的方案。
二、底盘结构的兼容性:
电芯需要成为结构件的一部分,滑板底盘具备独立的结构和强度,电芯需要承载载荷更小。
第一点相信大家很容易明白,可能第二点会比较疑惑。不过在解答这个疑惑之前,我们需要先回顾一下上期内容——UP超级底盘的结构。
在上期我们有提到过,其实超级底盘整体架构跟非承载式车身的大梁底盘很相似,因为它拥有一套独立的车架,来承托电驱系统、电池、悬架、热管理系统和电子电气架构。这也就意味着UP超级底盘有着独立的结构和强度。
因为滑板底盘本身就能够承载绝大部分的载荷,所以在设计时,电芯虽然作为结构件,但并不需要承载太多的载荷,也就是受力。因此从车体结构上来说,UP超级底盘,或者说是滑板底盘,相比于传统的承载式车身,其实要更适合采用CTC技术。
CTC是不是滑板底盘的标配?
虽然CTC从技术层面更适合滑板底盘,但它并非是滑板底盘的标配。这主要还是得益于滑板底盘有着完整的刚性结构和强度,使得UP超级底盘能兼容当下主流的CTP及其它不同电池技术,可以根据客户的不同场景和不同成本需求,提供灵活的多种组合方案。这也就意味着,CTC并非是滑板底盘的唯一选择。
最后我们再来总结一下,CTC目前的主要优势还是能够在短时间内通过提升电池容量来增加续航,而且去掉了电池包外壳还可以降低制造成本,能够为消费者带来更好的体验。至于CTC与滑板底盘,可以理解它在技术层面的契合度较高,两者结合可以起到1+1>2的效果,但并非是绑定的关系,比如像CTP这些,滑板底盘也可以兼容。
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一、CTC技术的先进性:
CTC方案的空间利用率最高,在现有电池本身技术不变的条件下,它是最有效的提升电池容量的方案。
二、底盘结构的兼容性:
电芯需要成为结构件的一部分,滑板底盘具备独立的结构和强度,电芯需要承载载荷更小。
第一点相信大家很容易明白,可能第二点会比较疑惑。不过在解答这个疑惑之前,我们需要先回顾一下上期内容——UP超级底盘的结构。
在上期我们有提到过,其实超级底盘整体架构跟非承载式车身的大梁底盘很相似,因为它拥有一套独立的车架,来承托电驱系统、电池、悬架、热管理系统和电子电气架构。这也就意味着UP超级底盘有着独立的结构和强度。
因为滑板底盘本身就能够承载绝大部分的载荷,所以在设计时,电芯虽然作为结构件,但并不需要承载太多的载荷,也就是受力。因此从车体结构上来说,UP超级底盘,或者说是滑板底盘,相比于传统的承载式车身,其实要更适合采用CTC技术。
CTC是不是滑板底盘的标配?
虽然CTC从技术层面更适合滑板底盘,但它并非是滑板底盘的标配。这主要还是得益于滑板底盘有着完整的刚性结构和强度,使得UP超级底盘能兼容当下主流的CTP及其它不同电池技术,可以根据客户的不同场景和不同成本需求,提供灵活的多种组合方案。这也就意味着,CTC并非是滑板底盘的唯一选择。
最后我们再来总结一下,CTC目前的主要优势还是能够在短时间内通过提升电池容量来增加续航,而且去掉了电池包外壳还可以降低制造成本,能够为消费者带来更好的体验。至于CTC与滑板底盘,可以理解它在技术层面的契合度较高,两者结合可以起到1+1>2的效果,但并非是绑定的关系,比如像CTP这些,滑板底盘也可以兼容。
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CTC是目前电动车动力电池最新的研究方向,全称为Cell to Chassis。CTC与上面两种电池集成方案最重要的不同,就是它摈弃了电池包的概念,直接将电芯集成在底盘框架内部,与底盘一体化设计。CTC技术的目的是高度集成化和模块化,这个方案从根本上改变了电池的安装形式。
也就是说,相比于传统和CTP电池包集成方案,由于没有了电池包外壳,使得CTC技术能够最大程度的提升空间利用率,能在相同的底盘空间内布置更多的电池,从而提升电量,达到增加续航里程的目的。
如果说传统和CTP电池集成方案是往盒子里放巧克力,那CTC则可以看作是把盒子扔了,直接把巧克力用纸箱装起来,没有了盒子的限制,你自然可以放的更多了。
但由于CTC方案是将电芯直接排布在底盘之中,这也使得电芯不再仅仅是存储和释放能量的单元,还会作为整车结构件的一部分。这也就意味着在设计时,就要考虑到电芯作为结构件承载的问题。另外,将电芯直接集成在底盘之中,对于防水密封、电芯的封装,以及电池冷却也都是一大挑战。
优点:
极大地提高空间利用率,可使续航增加10%-15%;
取消了电池包的结构件,降低了重量;
可以实现高度集成和模块化。
缺点:
电芯需要作为结构件的一部分承载载荷;
需考虑如何将电芯与上下结构件固定起来,以应对最为苛刻的剪切力;
对工艺提出更高的要求,如果制造出现不合格,返工维修度更高。
从上面的优缺点总结上我们能看到,虽然CTC电池集成方案对于电池容量和续航的提升很明显,但是在技术方面也还是有着不小的难度。
那为何各大车企还要将它作为未来的电池技术发展的主要方向呢?其实很简单,因为在电化学材料短时间不可能有太大突破的情况下,通过对于有限空间的最大化挖掘,来尽可能的提升电池容量,或许是目前提升续航最有效的方法。
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也就是说,相比于传统和CTP电池包集成方案,由于没有了电池包外壳,使得CTC技术能够最大程度的提升空间利用率,能在相同的底盘空间内布置更多的电池,从而提升电量,达到增加续航里程的目的。
如果说传统和CTP电池集成方案是往盒子里放巧克力,那CTC则可以看作是把盒子扔了,直接把巧克力用纸箱装起来,没有了盒子的限制,你自然可以放的更多了。
但由于CTC方案是将电芯直接排布在底盘之中,这也使得电芯不再仅仅是存储和释放能量的单元,还会作为整车结构件的一部分。这也就意味着在设计时,就要考虑到电芯作为结构件承载的问题。另外,将电芯直接集成在底盘之中,对于防水密封、电芯的封装,以及电池冷却也都是一大挑战。
优点:
极大地提高空间利用率,可使续航增加10%-15%;
取消了电池包的结构件,降低了重量;
可以实现高度集成和模块化。
缺点:
电芯需要作为结构件的一部分承载载荷;
需考虑如何将电芯与上下结构件固定起来,以应对最为苛刻的剪切力;
对工艺提出更高的要求,如果制造出现不合格,返工维修度更高。
从上面的优缺点总结上我们能看到,虽然CTC电池集成方案对于电池容量和续航的提升很明显,但是在技术方面也还是有着不小的难度。
那为何各大车企还要将它作为未来的电池技术发展的主要方向呢?其实很简单,因为在电化学材料短时间不可能有太大突破的情况下,通过对于有限空间的最大化挖掘,来尽可能的提升电池容量,或许是目前提升续航最有效的方法。
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传统电池集成方案
从名字就能看出来,这种方案诞生最早,它的特点是需要先将电芯组成模组,再把数个模组一起组成电池包的形式,从下部与车身拼装在一起。也就是说电池包和车身并非是一体式结构。传统电池集成方案作为目前最成熟的电池集成方案,它的优缺点都相当明显。
优点:
电池包由多个模组组成,每个模组都有单独壳体保护和控制单元,便于电池的控制和热管理;
电池包如有问题,在修理时可单独更换电池模组,维修起来很便利,成本也更低。
缺点:
由于模组壳体和模组间的安全间隙,会导致整体的重量较高,空间利用率较低,成本较高。
CTP(Cell to Pack)电池集成方案
CTP相比与传统的电池集成方案要更进阶一些,但最终呈现形式没有变,都是电池包。CTP的变化主要在内部,它取消了传统电池集成方案的模组结构,也就是将原有的电芯—模组—电池包的三层结构,改进为由大电芯/大模组构成的单体—电池包两层结构。然后电池包集成到车身作为整车结构的一部分。
这种集成方案主要的优势还是在于能够更加有效的利用电池包内空间,提升电池能量密度,获得更好的续航表现, CTP也是目前主流的电池集成方案。当然,CTP也有缺点,它对电池包的结构设计提出了更高的要求。
优点:
减少了模组之间的布置间隙,增加了电芯的数量;
减少了模组结构,从而降低了整体电池包的重量。
缺点:
电池需要作为结构件的一部分承载载荷;
售后维修便利性不如有模组的方案。
可以看到,作为目前主流的电池集成方案,它们的本质理念还是一样的。这有点像你要拿自己做的巧克力送人,那肯定需要用盒子包装一下。如果再讲究一点,你还可以把每块巧克力都用纸包好,然后再放到盒子里,缺点是工序复杂,用的包装纸也更多,但是每块巧克力都能被保护的很好。这个就是传统电池集成方案。
但如果你没那么讲究,就可以把巧克力直接放在盒子里,或者一张纸多包几块巧克力,这样不仅更方便,还节省了包装纸占的空间,可以多放几块巧克力。这个就是CTP电池集成方案。
虽然这两种方案形式不同,但最终目的都是一样的,就是往盒子里多放点巧克力,然后再把盒子用纸箱子装起来。但这两种方案无论你怎么放,它们最后还是要受盒子的限制,那有没有什么办法,摆脱这种限制呢?
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从名字就能看出来,这种方案诞生最早,它的特点是需要先将电芯组成模组,再把数个模组一起组成电池包的形式,从下部与车身拼装在一起。也就是说电池包和车身并非是一体式结构。传统电池集成方案作为目前最成熟的电池集成方案,它的优缺点都相当明显。
优点:
电池包由多个模组组成,每个模组都有单独壳体保护和控制单元,便于电池的控制和热管理;
电池包如有问题,在修理时可单独更换电池模组,维修起来很便利,成本也更低。
缺点:
由于模组壳体和模组间的安全间隙,会导致整体的重量较高,空间利用率较低,成本较高。
CTP(Cell to Pack)电池集成方案
CTP相比与传统的电池集成方案要更进阶一些,但最终呈现形式没有变,都是电池包。CTP的变化主要在内部,它取消了传统电池集成方案的模组结构,也就是将原有的电芯—模组—电池包的三层结构,改进为由大电芯/大模组构成的单体—电池包两层结构。然后电池包集成到车身作为整车结构的一部分。
这种集成方案主要的优势还是在于能够更加有效的利用电池包内空间,提升电池能量密度,获得更好的续航表现, CTP也是目前主流的电池集成方案。当然,CTP也有缺点,它对电池包的结构设计提出了更高的要求。
优点:
减少了模组之间的布置间隙,增加了电芯的数量;
减少了模组结构,从而降低了整体电池包的重量。
缺点:
电池需要作为结构件的一部分承载载荷;
售后维修便利性不如有模组的方案。
可以看到,作为目前主流的电池集成方案,它们的本质理念还是一样的。这有点像你要拿自己做的巧克力送人,那肯定需要用盒子包装一下。如果再讲究一点,你还可以把每块巧克力都用纸包好,然后再放到盒子里,缺点是工序复杂,用的包装纸也更多,但是每块巧克力都能被保护的很好。这个就是传统电池集成方案。
但如果你没那么讲究,就可以把巧克力直接放在盒子里,或者一张纸多包几块巧克力,这样不仅更方便,还节省了包装纸占的空间,可以多放几块巧克力。这个就是CTP电池集成方案。
虽然这两种方案形式不同,但最终目的都是一样的,就是往盒子里多放点巧克力,然后再把盒子用纸箱子装起来。但这两种方案无论你怎么放,它们最后还是要受盒子的限制,那有没有什么办法,摆脱这种限制呢?
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