无效”进化—电芯融合技术

奥迪e-tron 55 quattro锂离子电池包

比亞迪的刀片电池其实也属于CTP无模组电池

自从新能源汽车被相关政策“钦定”为市场主流之后，技术解决方案的进化便愈发依赖于投资风口给予的机遇，而消费者也乐于跟风热议“自动驾驶”“智能座舱”等新概念名词。如无意外，在2022年的新晋爆款里头，“CTX”也就是“Cell to X 电芯融合技术”必将占有一席之地。

不过，“Cell to X”概念本身却不是在2022年才初登场的。在2019年甚至是更早的时候，眼看无法在短时间内提升电芯容量以解决续航焦虑，新能源车的几大电芯供应商便不约而同地提出“Cell to Pack”概念，并着手推进该技术的商业化。

所谓“Cell to Pack”，是指将常见的动力电池包封装模式“Cell电芯—Module模组—Pack封装”里头最为繁重的Module模组给“去掉”，改由Cell电芯直接融合Pack封装构成动力电池包。

此举其实颇为冒险。毕竟模组是维持电芯安全工作的重要部件，并且在经过数代的优化之后已相当完善，而抢先研发“Cell to Pack”动力电池的厂商却要凭借来自实验室的理论数据去“舍弃”这样的模组。

因此，当时除比亚迪等个别车企外，多数新能源汽车制造商选择改用大模组封装：使用集成度更高的模组零件，再整合模组并加入更多的电芯，从而实现在为动力电池包整体瘦身的同时，提升动力电池单元的能量密度。

自此，新能源汽车的动力电池包就分为两类：CTM模组电池跟CTP无模组电池——尽管多数CTP电池只是将模组化整为零，把各大模组零件集成到电芯或封装上而已，并未彻底割弃模组，但业界依然默认它们属于CTP电池。

然而，在CTP电池商业化落地后，电芯供应商与整车制造商之间的矛盾却日益凸显。手握CTP电池发明专利的电芯供应商原本打算借此垄断新能源汽车的动力供应链，可实际上，并没有整车制造商会任由供应商掌控自己的经营和生产。于是，那些拥有技术研发底蕴的车企陆续祭出反制措施，比如用大模组和标准电芯绕开CTP的专利，更有比亚迪这种直接研发出自有专利CTP电池的整车制造商。

或许是为从整车制造商手里扳回一城，2020年8月12日，宁德时代在中国汽车蓝皮书论坛上透露，他们正在开发一项新技术，以进一步提高集成效率，增加电动汽车的续航里程，这便是“Cell toChassis”，简称CTC。

相比CTP，应用CTC技术的电池包已不再单独通过螺栓等零件安装到车架上，而是直接与底盘部件融合在一起。这意味着，车企不仅在生产时要兼顾电芯供应商的要求，甚至可能在研发架构平台的时候就得跟电芯供应商展开合作。

对此率先做出回应的，是特斯拉。2020年9月22日，特斯拉在其每年一度的Battery Day上发布名为Structural Battery Pack的全新电池封装模式。

宁德时代的CTP无模组电池已推出第三代产品

特斯拉的Structural Battery Pack其实也属于Cell to Chassis技术，即将电池包与底盘整合在一起

尽管看上去是将模组悉数撤去的CTP电池，但媒体很快发现，Structural Battery Pack其实跟CTC一样，都是跟车架整合在一起的结构，为此媒体还特意将其命名为“Cell to Body”封装模式。

自此，电芯供应商与整车制造商针对CTC技术的话语权之争正式拉开帷幕。目前，车企暂时处于领先位置：先是特斯拉于2022年4月向美国得州工厂的员工交付首批采用Structural BatteryPack封装模式及4680新型电芯的Model Y;之后，零跑汽车又在2022年5月发布应用CTC技术的全新车型C01，并公布预售价格。而宁德时代眼下正忙着推广旗下的第三代CTP电池，至于CTC电池系统，则要等到2025年才开始布局。

而这，其实是CTC技术本身特点导致的结果。毕竟CTC的本意就是将电池包与车体结构合为一体。因此，车厂可以在研发时就将现有的CTP电池包设计成像底盘那样的车体结构组件，进而在生产过程中省去安装电池包的工序，从而减少生产成本并增加车内的纵向空间，顺便还能进一步提升车身的抗扭刚性。

但整车制造商并未提升电芯本身的性能，以至于消费者暂时无从享用新技术带来的福利。以换装4680电芯的特斯拉Model Y为例，虽然员工的内购价相比此前的市场价有所降低，但车辆的充电时间跟续航里程并没有得到明显的改善。相反，由于电池包与车体集成在一起，更换电池就必然要拆底盘，为此消费者要承担更多的维修成本。不仅如此，消费者还得面对车厢与电池各自的密封性、可靠性等多方面的未知风险。对于这些问题，整车制造商若不尽快解决，将来或成电芯供应商扭转局面的突破口。

但无论今后电芯供应商是否会造出更胜一筹的电池一体化车架，并以此夺回CTC技术的话语权，双方都会继续内卷并推进“Cell to X 电芯融合技术”的进化。甚至在未来出现融合电机及其配套系统的智能化动力底盘后，还会出现专门打造动力底盘的第三方加入战局。届时，群雄争霸，谁能手执牛耳亦未可知也。

CTP无模组电池现状

目前，主流CTP电池依然配有隐形的模组。以比亚迪的刀片电池为例，除电芯本身集成端板和侧板外，仍留有简化的外壳跟外部安装结构，至于冷却系统等周边则集成到由高强度蜂窝铝板构成的电池包边框、底板等部件上，从而获得50%以上的体积利用率，以及与811型三元锂电池相近的单位能量密度，预计可为车辆提供600公里以上的续航里程。

不同于主打磷酸铁锂的比亚迪，宁德时代的第三代CTP电池同时有三元锂电跟磷酸铁锂两个版本，对应的能量密度分别为255瓦时/千克和160瓦时/千克。相比刀片电池，宁德时代的麒麟电池将横纵梁、水冷板与隔热板集成为多功能弹性夹层，从而让体积利用率突破72%，并使整车的续航里程有望达到1000公里。不过，麒麟电池得到2023年才能实现量产，要比刀片电池晚不少。

对比特斯拉、零跑与比亚迪的CTC方案

当前主流的CTC方案可分为三类，各自的代表分别是：特斯拉的Structural Battery Pack、零跑的CTC以及比亚迪的CTB。

三种方案之间最大的区别在于电池包与车体结构的连接方式。在特斯拉的解决方案里，座椅支撑、车架底面的横梁结构以及电池包的上盖板被整合在一起，并与座椅、电池控制模块等部件构成一个总成部件，通过螺栓跟线束与车身相连。虽然便于拆装和整体更换，但密封性及安全效果存疑。

零跑的方案与特斯拉的类似，但特斯拉是将封装好的电池包先与车身结构整合再装车，而零跑的CTC电池却是没有上盖板的，改由车身底盘结构充当上盖板，这需要极好的密封工艺才能保证电池包的气密性。

相较之下，比亚迪的CTB方案则更适合传统车企。因为CTB是在保留车底横梁结构的基础上，单独将车厢地板与电池包合二为一，再进行装车，既不破坏车体的受力结构，又能保证电池包本身的密封性，但对于车厢静谧性的影响还有待考验。