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开放30+项专利,至今“零”自燃!零跑汽车CTC电池技术处在什么水准?

来源:汽车商业评论(牛跟尚)12月13日 14:17

撰文 / 牛跟尚 
编辑 / 张 南 
设计 / 师玉超

如果说2020-2021年是蔚小理——小鹏、理想、蔚来在车市、股市上呼风唤雨的时代,从2022年开始,造车新势力头部俱乐部应加上零跑。

9月29日,这家创立于2015年后来居上的跨界造车新势力逆市赴港上市。这令造车势头较猛的哪吒,造车新势力先驱——威马汽车、天际汽车,以及卖得最贵的高合汽车,还有老牌传统车企独立出来的东风岚图、长安阿维塔、吉利极氪、上汽智己等好生羡慕。

2022年,在疫情频发、芯片短缺、原材料价格上涨的严峻形势下,零跑依托全域自研、多种供应商组合方案快速反应,以交付量下滑最小、整体交付9087辆的成绩成夺取4月造车新势力月交付冠军后一路开挂,累计6个月月销过万辆。

4月25日,零跑举办智能动力CTC(Cell to Chassis)电池底盘一体化技术发布会,发布国内首款可量产的CTC技术,即电芯直接集成于车辆底盘,电池系统与电动车动力系统、底盘集成,减少零部件数量,节省空间,提高结构效率,大幅度降低车重,增加电池续航里程。

这是决定新能源汽车竞争胜负的关键核心技术。CTC技术也是国家政策层面上力推的关键动力电池技术之一。一年前的2021年11月,国务院发布《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》,其中强调强化整车集成技术创新,提出研发新一代模块化高性能整车平台,攻关纯电动汽车底盘一体化设计。

这体现出在未来的新能源市场中,CTC电池技术的重要性。而CTC技术的应用是整个电动车行业一次巨大的变革和创新。

“电池是智能电动汽车重要的组成部分,零跑从电芯开始研发我们的模组BMS整个电池包系统,也是全球首创可量产CTC技术的中国厂家。”零跑汽车创始人、董事长朱江明在11月29日召开的一场行业论坛上发表了题为《科技自立,汽车“向中”》的主题演讲中说。

在全球,特斯拉是最早提出这项技术的汽车厂商。特斯拉2020年电池日提及的CTC 技术灵感来自航空航天领域,即将燃料箱融于机翼,而不是在机翼内还有一个燃料箱用于容纳燃料。报道称,新设计能有效减少零部件的数量和电池组的总质量,通过提高制造效率并降低成本最终实现电动车的续航里程的增加。

2022年3月启动运营的特斯拉柏林工厂,在ModelY的生产中启用两项动力系统新技术,一是4680电池,二是电池包取消了模组设计,电芯密集排布在车辆底盘上,电池上盖肩负密封电池与车身地板两项功能,座椅则可直接装在电池包上,这就是方兴未艾的CTC技术。

2022年5月20日开启预售的比亚迪海豹宣称,它是基于平台3.0打造的CTB电池车身一体化技术。在海豚七合一、元PLUS八合一基础上,海豹更进一步地将电池做到了车身中,刀片电池把安全和强度融入作为整车的一部分。7月29日,首搭CTB电池车身一体化技术比亚迪海豹正式上市。

2022年9月28日,零跑汽车首搭CTC电池底盘一体化技术的最新旗舰车型——零跑C01正式上市。新车以“1(首个CTC量产车)3(3.66秒加速)5(5050mm车厂)7(717km续航)”核心产品力参与纯电轿车市场竞争,补贴后全国指导价19.38万-28.68万元。

从某种意义上看,零跑汽车可以说,由于采用CTC技术的零跑车型C01批量上市,它将是继特斯拉之外全球第二家发布、第一家让该技术量产的汽车厂商。这三家之外,电池巨头宁德时代和整车厂大众、沃尔沃、通用均宣称将采用这一技术,但量产时间较晚。

现实是,一家厂商想要采用CTC技术,除了自身完全掌握成熟底盘技术,还需要自身具备电池Pack研发和制造能力;而电池+车身/底盘,头部电池厂现在即使具备CTC能力,主机厂不太可能把最核心的底盘区域开放给电池供应商;其它主机厂想做CTC,但不具备电池的PACK研发和制造能力。

比亚迪、特斯拉、零跑,这三家新能源车企的共性是具备电池技术的自研自造,这是先决条件。零跑的CTC是更具中国特色的CTC技术,与特斯拉的CTC、比亚迪的CTB各有千秋。

特别是采用CTC技术的零跑车型C01四驱双电机高性能版车型,搭载可变架构高性能双油冷电驱,最大功率400kW,最大扭矩720 N•m,配合0.226 Cd 超低风阻、碳纤维套件、4活塞铝性能卡钳、20寸运动轮毂,以及领跑模式,最快可实现3.66s零百公里加速。

作为零跑的第四款量产车型,零跑C01是一个标志性的作品。无论是在媒体试驾的过程还是在上市初期收到了非常多反馈,普遍认为C01这款产品非常成熟,能够代表零跑造车水平。售价20万元左右的零跑C11、C01销量已是零跑主力军。

与零跑此前三款车型和行业同级车型相比,C01率先搭载全球首款无电池包CTC电池底盘一体化技术,该技术创新的将电池与底盘骨架结构合二为一,用车身架构作为电池包外部结构,结构效率最大化,带来更具操控感的驾驶乐趣。

零跑CTC技术和其他品牌的电池底盘一体化相比有什么优势?对于零跑C01的竞争力的提升有什么意义?

(以上图表,来自网络)

具体来说。零跑的CTC的技术方案就是把电池包去掉,没有独立电池包,把车身的结构作为电池包的一部分。零跑总结其好处是有四:性能更高,整车的扭转刚度提升25%,超过33000N.m/deg;节省14.5%的电池空间;综合续航提升10%;整个电池包结构的安全性更高,尤其是整车碰撞的安全性更佳。

零跑汽车创始人、董事长朱江明介绍,从电动车看,特斯拉所有的核心的零部件跟零跑的做法是一样的,只买电芯——更多的是外部的采购,自己做电池系统,电驱也是自研的,包括所有的车机、仪表、智能驾驶。这是非常成功的案例。零跑欢迎跟更多的车企互相合作,有些东西可以给到别人,别人的东西可以给到零跑。

与诸多造车新势力、造车新实力不同,零跑有一个全域自研的显著标签:不仅仅是做软件上的应用,所有核心的零部件都是自己研发自己制造,包括从传统的三电到智能驾驶、智能座舱。具体到电池包,零跑采购的是供应链的电芯,零跑只是定义了两款电芯,给到更多的电池供应商。而电池的模组、PACK、BMS、热管理等都全部由零跑自己来制造和完成。

这做的好处是,在2022年4、5月份电池比较紧张得时候,零跑可以多供应商的策略,有足够的供应,然后整个标准化可以做得更好。智能电池方面,零跑有统一的BMS,后台有AI的云平台,可以监测所有的电芯的温度和压差等,目前为止,零跑的电池包是最安全和稳定的。

电池是成本很高的一个载体,零跑通过自制,实现5%到10%的成本下降。有了整个电池包的自制,零跑通过C01在全球率先量产无电池包CTC电池底盘一体化技术。

这得益于零跑从2015年创立时就建立电池、电驱动团队。现在很多车企宣传的多合一、八合一电驱,其实零跑在2019年上市的S01上就已经量产了八合一电驱。零跑在C01、C11和T03的都采用了多合一电驱,所有电驱都是零跑研发。

整体从长远看,全域自研更有优势,具备全生命周期和全局的成本与效率。

纵观全球几家CTC的应用,大家在整车开发中对各方面的考量和权重都不一样,虽然技术路线和技术实现的难易度不同,但都对推动电动汽车行业的技术发展做出了贡献,伴随着多家车企及关联方针对CTC技术的持续创新及应用,势必加速电动产业链重塑开启智能电动汽车新革命。

因为CTC的落地,智能电动汽车多方面的性能,再次出现巨大的进步,最终得以成功普惠终端消费者。就像朱江明所说,所谓的贡献是在于一个行业,在于零部件厂商,在于供应商,而不是在于自己,应该这样看产业。

据悉,零跑预期于2023年发布CTC 2.0,值得期待!

汽车产业处于巨大的变革之中,新能源浪潮势不可挡。朱江明表示,中国企业是未来全球汽车产业的主要玩家;无论自研还是创新,都不能脱离市场需求和用户需求,零跑要做自己的“代工厂”、做用户的“代工厂”,打掉虚高的品牌溢价,以高品价比实现豪华平权,顶格满足用户需求,让中国消费者用好车。

以下是汽车商业评论11月22日与零跑汽车电池线总经理宋忆宁在线交流CTC技术的实录。此处有删节。

全球首家量产无电池包CTC的车企

汽车商业评论:零跑从3月一直月销一万台,但是10月出点小意外,没有达到一万辆。

宋忆宁:10月是金华出现疫情,就在工厂旁边,一个疫情就影响了半个月。

汽车商业评论:零跑不简单,最近除了销量受关注外,还有硬核科技,比如说CTC技术可圈可点。

宋忆宁:目前CTC电池装配了六七千台了。我们说的量产就是大批量,要不就不说,这是零跑的风格。我们4月说9月量产就9月量产。

汽车商业评论:特斯拉大概有多少?

宋忆宁:特斯拉还没有正式批量。

汽车商业评论:他们在国外两年前就提出这个概念了。零跑是全球第一家量产的,或者说是量产比较大?

宋忆宁:确实是这样。我们应该是全球第二家发布,第一家应该是特斯拉——两年前就发布了,我们是今年4月发布,第三家是比亚迪,我们是全球第一家实现无电池包CTC大批量量产的。

汽车商业评论:目前六七千台CTC车型在市场上都跑起来了?

宋忆宁:电池做了六七千(套),但是车是(装 )五六千(台),这个月(11月)金华又有疫情影响。

汽车商业评论:咱们的技术前期试验没有问题?

宋忆宁:没有问题,我们从(20)18年到现在,专门成立CTC实验项目、实验组,CTC在量产前已经通过了严苛的各项测试和整车搭载长期路跑耐久测试。

汽车商业评论:用户能感知到这种比较牛的技术?

宋忆宁:因为是电池,具体感知C01,是更好开,底盘更稳,很扎实,你有机会可以试驾一下,底盘温和厚重 ,很扎实,就仿佛感觉这个电池和整车是焊在一起了, 我也开了,非常好。

汽车商业评论:最近有机会也开开。

宋忆宁:可以试驾一下,把速度开到七八十迈以上会更好。

零跑CTC是无电池包化

汽车商业评论:什么是零跑的CTC?它和友商的CTB、CTC有何不同?

宋忆宁:CTC概念就是电池直接跟底盘结合在一起。我们跟比亚迪有什么区别?区别很大,比亚迪是一个完整的电池包,只是把电池包横梁做得很强壮,和车上的横梁结合在一起。车上的横梁比较弱,电池的横梁比较强壮。

比亚迪不叫CTC,叫CTB,理论上讲,比亚迪的集成度较低,不是底盘一体化,没有把电池和底盘结合在一起,只是用电池的两个横梁跟车上的横梁做个结合。电池包是独立的,是小改。

特斯拉CTC是巨大创新,它的电池包也是一个独立体,把座椅和骨架装到电池包上盖,先把电池包做好,再把座椅装到电池包上面,再把电池包一起放到车上面。

比较彻底的是零跑,抛开了电池包的概念。比亚迪、特斯拉是独立的电池包,有托盘,有电池包上盖,只是把整车的东西往电池包上装,多了一些东西,本来有的东西原来是装在整车上面,现在是装到电池包上来了。

零跑是无电池包化,电池包不是独立的,也就是脱离了整车这个电池包是无法独立使用的,我们反过来把电池包的很多结构和车底盘结合在一起了,本来车身上有的东西电池就不做了,把电池包的东西省了,以实现真正意义上电池和底盘部分结构合二为一。

零跑创新是更大,挑战大,真正意义上实现CTC,没有电池包了,电池包的很多结构都合并到整车上,利用整车结构作为电池包上部的防护,这是零跑的一种思路。

利用整车密封作为电池包的密封,把车上的东西作为电池包的东西使用,我们这个技术难度更大,挑战更大。

多合一一定代表一家公司的技术

汽车商业评论:零跑目前在动力集成做到几合一?如何看待从三合一到九合一这种趋势?

宋忆宁:我们的八合一是这样的。在S01第一款车,(20)15年开始做这个项目的时候,我们做到全球领先,首先是电机、电控和减速器是三合一了,另外把VCU、OBC、DCDC、BDU等这些做到一起形成八合一,把电控还有把高压接线盒放到八合一里。

我们最近的两款车,如C平台的车考虑到四驱和增程,是三合一,因为前面有电机后面有电机,平台化会更好。

未来的车型有A平台,也就是类似于海豚这样的A级车,以二驱为主,我们认为A平台的车型更适合使用多合一,因为多合一确实是可以省掉很多成本,可以把连接器、高压线束等省掉不少。

汽车商业评论:零跑、华为、比亚迪等宣称是八合一是不是有点技术内卷了?

宋忆宁:也没有,在技术方面多合一肯定是好的,因为放一起是可以节约很多成本,节约大几百(元)的成本,但是有利有弊。比如说A级车。因为它的架构没有那么复杂,以二驱为主,那这样多合一就比较通用和适用。

而对于零跑C平台这种车型,每一款车型都有四驱、两驱、增程,用一个三合一,可以共用多款车型,通用性和平台化最好。多合一肯定是未来的趋势,但是用在什么样的车型上最适合也是有选择的,不是所有的车型大大小小都用多合一,每家企业有自己的选择。

汽车商业评论:多合一后期检修是不是比较麻烦?

宋忆宁:不能这样说,你做这个产品,肯定是要有把握做到合格率高、故障率低,原来两三个东西是分散布置的,其中任何一个坏了也都得修,以前是单独换或者维修有故障的单件,现在是把多合一大集成件拆开去修,也不是不好修,维修难度会稍微增高。但这也不能成为一个主要的问题。不管你是分体的还是集成式,都得把可靠性做高,任何一个东西坏了都是车坏了。

行业是属于大家的

汽车商业评论:零跑在CTC上有没有技术申请专利?

宋忆宁:有,我们有近30项专利。

汽车商业评论:听说零跑把CTC相关技术免费向外界开放,这样做的目的何在?

宋忆宁:是的。4月的技术发布会,我们朱总也第一时间对外公布了专利免费开放,为什么?我们认为有好的技术共同分享,行业的成长不是一家可以做起来的。一个企业再大,你也不能把行业撑起来,好的技术应该共同分享,是为行业做贡献。

比如说:我们认为零跑CTC是好的,我们就跟大家说,希望大家都试试看,大家都做的话,能把整个行业推动起来。

我们认为,行业是属于大家的,不是某个人的。这个行业很透明,既然防止不了被模仿,不如公开共享,让大家一起促进,把这个行业大家一起做起来,把好的东西共同分享。

汽车商业评论:有没有友商跟零跑洽谈想引进技术?

宋忆宁:现在是有的,有国外企业在初步洽谈中。

零跑拥有一家电池公司

汽车商业评论:零跑CTC这几年大概投入多少人才、资金?

宋忆宁:光电池这一块,包括BMS、模组和PACK等,这么多年都是自己做。电池PACK和模组这块目前投入了40万台/年的产线, BMS贴片和组装产线也可以做到40万套/年甚至更多,目前我们投入的电池产线规模在国内除了比亚迪外应该是走在车厂前列的。我们有研发、质量、生产制造和仓储物流等各个模块,你可以认为零跑拥有一个可以独立自主运营的电池公司。

汽车商业评论:自己生产电池?

宋忆宁:我们除了电化学体、电池芯不生产,其他全部是自研自制。因为你要真正做CTC,在一个车企里面,必须首先你的整车要有设计能力,比如车身底盘是肯定的,更重要的是你的电池系统应该是全部自己开发,要不然你没有办法做CTC。

汽车商业评论:这很特立独行?

宋忆宁:我们所有的技术方案也不用跟供应商讨论要做什么,因为都是自己干的,不需要探讨,全部是闭环,自己研发自己实验自己生产。

零跑非常重视自主研发,像电池团队就有七年的沉淀,整个电池的研发、生产制造、质量都很齐全,有大批量的生产经验,这两年做了十几万的电池包并全部搭载装车,今年每个月电池包的出货量,零跑电池在国内乘用车装机量排前十,第一名是比亚迪,第二名是宁德时代,零跑电池有几个月一直是排第五第六。

汽车商业评论:零跑也是上市公司,行业资本对这一技术的反映如何?

宋忆宁: CTC这一块,在新车上市之前和上市以后,投资我们的资本市场非常关心,他们认为你们可以把这个事干成,你们就是很牛的,关键是能够把CTC首次大批量在C01上实现量产。

汽车商业评论:这样的先进技术,如何让客户感知?比如说我想买零跑,你怎么向我推荐这个技术?这个技术对我有什么好处,你怎么向我不懂技术的一般客户推荐?

宋忆宁:因为CTC技术,零跑C01具备更好的综合性能,也具备更扎实的底盘架构,开起来更静音,跑起来车身更稳,更有豪华车的感觉,而且性能噪音更好,驾驶感觉更好。

有时候相信一个企业是相信创始人

汽车商业评论:您这么多年跟朱总一直在零跑创业,谈谈你的感受,比如说累不累,值不值?

宋忆宁:累肯定是累的,我有一个2015年的照片,那时候是很年轻的,现在头发白了很多,但我觉得很值,累也是正常的,但是很值,很有收获,很有成就感。

我来到零跑,电池团队就是从一个人开始,一路走来虽然是辛苦的,但是零跑给我们的机会很好。

到目前团队也很稳定,我们积累了宝贵经验和资源。我们电池每个专业的负责人都是2016年过来的,现在也还都坚守在零跑的岗位上,大家相信零跑,相信朱总。

零跑坚持这么多年,对产品的执着,对产业的务实,这是我们相信零跑很重要的原因。相信一个企业和企业的创始人是一个团队最大的信念。

汽车商业评论:你认为零跑现在处于什么状态?

宋忆宁:零跑现在至少走过了最艰难的草地,但是我们才刚刚到达延安,要想取得战争的胜利,前面还有很多要去挑战的。企业上市就像考大学一样,至少你考过去了,你进入了大学的门,后面更有机会了。

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