【摘要】

• CTC（Cell to Chasis）技術目前正處於(yu) 從(cong) 概念到量產(chan) 的階段。2020年9月特斯拉在電池日上發布了4680電芯、CTC技術和一體(ti) 化壓鑄技術，並宣布其柏林工廠將采用CTC技術生產(chan) Model Y。2022年3月，零跑科技發布了旗下第四款車型C01，預計4月首發，6月預售，8月上市，或將成為(wei) 首款搭載CTC電池技術的量產(chan) 車型。

• 當技術尚處於(yu) 概念階段的時候，往往看來起來比較遙遠；但當技術開始落地時，進展往往會(hui) 超出預期。以下主要對布局和計劃應用CTC技術的公司及其相關(guan) 的技術方案進行了進一步梳理。

• 從(cong) 目前的進展上看，特斯拉、Canoo和零跑處於(yu) 量產(chan) /準量產(chan) 階段，而三者的技術方案有所差別：

• 特斯拉的方案：取消模組設計，直接使用電芯進行集成，並取消座艙底板，取代以電池上蓋；

• Canoo的方案：將模組布置在底盤中間由縱橫梁構建的隔間內(nei) ，通過支架的上蓋和底板對模組進行密封；

• 零跑的方案：采用了模組集成的方式，去掉電池包的上蓋，將電池包的其他部分與(yu) 整車底盤集成。

• 除了特斯拉、Canoo和零跑之外，整車企業(ye) 如比亞(ya) 迪、大眾(zhong) 、沃爾沃、福特，電池企業(ye) 如寧德時代、LG，創業(ye) 公司如悠跑科技等，均在CTC技術的研發與(yu) 應用上有所布局。

• 隨著越來越多的企業(ye) 研發、布局、應用CTC技術，CTC技術有望加速實現大規模的量產(chan) 應用。

1）特斯拉

• 電池既是能源設備，也是結構本身。在2020年9月的電池日上，特斯拉發布了全新的整包封裝技術 CTC（Cell toChassis），即取消Pack設計，直接將電芯或模組安裝在車身上。應用CTC技術後的新架構是物理層麵的創新，將電池組作為(wei) 車身結構的一部分，連接前後兩(liang) 個(ge) 車身大型鑄件，取消原有座艙底板，取代以電池上蓋，座椅直接安裝在電池上蓋上。

• CTC技術有助於(yu) 將車輛的結構平台進一步單元化，從(cong) 而進一步降低製造成本。馬斯克曾表示，采用了CTC技術後，配合一體(ti) 化壓鑄技術，可以節省370個(ge) 零部件，為(wei) 車身減重10%，將每千瓦時的電池成本降低7%。

• CTC技術並非僅(jin) 適用4680電芯，同樣適用其2170電芯，預計未來還會(hui) 兼容其它尺寸電芯。根據柏林工廠開放日釋放的信息，特斯拉柏林工廠將采用CTC技術生產(chan) Model Y。

座椅直接安裝在電池上蓋上：

電池組作為(wei) 車身結構一部分，前後鏈接大型鑄件：

特斯拉4680

特斯拉的4680 structure battery方案具有以下特點：

• 4680 電芯正極朝上放置，從(cong) 車身橫向布置，電芯采用側(ce) 麵冷卻的方式；

• 通過膠粘劑填充電芯上下以及電芯之間的距離，提高整個(ge) 電池係統的強度、剛度和抗扭、抗剪切力，膠除了結構連接之外，對導熱也起到一定阻隔的效果；

• 電池的上蓋涵蓋了密封電池和車身地板的兩(liang) 個(ge) 功能，由多個(ge) 結構加強結合在一起，前排座椅的承載結構所在箱蓋有加強設計，座椅承載件橫向布置，對整車橫向碰撞起到加強作用；

• 該方案屬於(yu) 承載式車身技術路線，是將電池框架與(yu) 車身下車體(ti) 集成，在裝配時在上方整個(ge) 車身完成裝配（車身+前鑄件+後鑄件）後，再將structurebattery 與(yu) 車身完成連接。

4680電芯正極朝上放置：

座椅承載結構的加強設計：

2）Canoo

• Canoo在2019年即推出了滑板式底盤，並提出將電池和底盤合二為(wei) 一的方案。

• Canoo采用的滑板式底盤結構中，並沒有設計單獨的動力電池包，而是將動力電池組與(yu) 底盤融為(wei) 一體(ti) ，在減輕底盤重量的同時也可以降低一部分成本。

• Canoo目前推出了三款車型，分別是CanooLifestyle Vehicle、Muti-Purpose Delivery Vehicle和Pickup Truck，均基於(yu) 其滑板底盤式純電平台開發。

Canoo的滑板式底盤及應用的車型：

• 不同於(yu) 特斯拉將電芯直接集成到底盤的方案，Canoo的方案是將模組集成到底盤。

• 從(cong) 公布的專(zhuan) 利看，Canoo的方案主要是將模組布置在底盤中間，由縱橫梁構建的隔間內(nei) ，前後四個(ge) 模組沿軸向、中間四個(ge) 模組沿橫向：

• 兩(liang) 側(ce) 模組沿著軸向方向進行布置，這樣可以作為(wei) 底盤的縱向結構件，增強底盤的剛度，以抵抗在前後碰撞時造成的形變；同樣，中間的模組橫向進行布置，可以增強在側(ce) 碰時的剛度，抵禦側(ce) 碰帶來的形變。

• 由於(yu) 沒有電池箱體(ti) ，對模組的密封與(yu) 防護由支架的上蓋和底板來完成。Canoo將支架與(yu) 模組密封起來。此外為(wei) 了加強對底部衝(chong) 擊的防護，在底板的外麵增加一層底部防護板。

Canoo的模組集成方案：

Canoo通過上蓋和底板密封和防護模組：

3）零跑汽車：

• 2022年3月，零跑汽車發布旗下第四款車型C01，定位純電中大型轎車，或將成為(wei) 首款搭載CTC電池技術的量產(chan) 車型，預計4月首發，6月預售，8月上市。

• CTC電池底盤一體(ti) 化技術的量產(chan) ，標誌著零跑的動力電池技術經過VDA標準化模組（1.0時代）、 CTP大模組（2.0時代）後，進入了3.0全新時代。

• 根據零跑的發布，CTC 電池底盤一體(ti) 化技術將電池與(yu) 下車身、底盤進行集成設計，讓零部件數量減少20％，結構件成本減低15％，整車剛度提高25％，簡化了總裝工藝，高度集成化和模塊化。

零跑的電池技術迭代過程：

結合零跑的專(zhuan) 利以及其公布的CTC示意圖看，我們(men) 認為(wei) 零跑的CTC方案主要有兩(liang) 個(ge) 特點：①模組集成；②去掉電池包上蓋與(yu) 整車集成。

• 模組集成：零跑的方案並沒有做電芯直接集成，而是采用了模組集成的方式。該方案在目前階段更容易實現，此外能夠具備較好的維修性。

• 去掉電池包上蓋與(yu) 整車集成：零跑的CTC集成方案是去掉電池包的上蓋，但電池包其他部分、以及與(yu) 整車的裝配、固定是基本不變的。該方案下整車的裝配線，工藝等不需要做大的調整，可以繼續沿用；但由於(yu) 少了上蓋，整包的密封和對乘員艙的熱失控需要加強。

零跑的CTC方案：

4）比亞(ya) 迪：

• 2021年9月8日，比亞(ya) 迪發布全新e平台3.0。e3.0平台全係標配刀片電池，通過電池車身一體(ti) 化、純電專(zhuan) 屬傳(chuan) 力路徑強化電動汽車的車身強度，讓燃油汽車結構的上限成為(wei) 電動汽車的下限。

• 發布會(hui) 上還公布了基於(yu) 純電專(zhuan) 屬e平台3.0中型平台打造的全新概念車ocean-X，並宣布ocean-X上會(hui) 采用電池車身一體(ti) 化技術。

• 海豹作為(wei) e3.0平台將要推出的最重磅的車型之一，預計也將搭載電池車身一體(ti) 化技術。而根據新出行的報道，從(cong) 目前 CTC 技術基礎來看，采用 CTC 技術的車型相較於(yu)  CTP 技術，電池容量將比後者高出 5%-10% 的區間。

5）大眾(zhong) 集團：

• 2021年7月，大眾(zhong) 集團在Power Day上宣布將采用Cell2 toPack（CTP）以及Cell to Car（CTC）技術。

• 在此前的大眾(zhong) 集團高壓係統負責人Dr. HolgerManz的報告《Future Trends on Battery Systems-ready for thenext Generation》中，介紹了大眾(zhong) 集團降電池成本途徑主要在於(yu) 標準化、模塊化和簡化。目前大眾(zhong) 的MEB平台化技術，主要為(wei) 標準模組技術（Cell-Module），未來將在此基礎上開發應用CTP以及CTC技術。

大眾(zhong) 集團的CTC技術規劃：

6）沃爾沃：

• 2021年6月30日，沃爾沃汽車集團發布Volvo CarsTech Moment，在活動上，沃爾沃透露了諸多動力電池技術方麵的信息，包括第二代PACK技術、下一代CTC方案以及自產(chan) 電芯等。

• 在第三代電動汽車產(chan) 品方麵，沃爾沃表示其第三代電池係統集成技術的電池組將成為(wei) 汽車結構不可或缺的一部分，這意味著或將是CTC方案，從(cong) 而獲得更高的能量密度（1000 Wh/L）和更長的續航（1000km）。

• 該技術與(yu) 特斯拉、大眾(zhong) 、寧德時代等企業(ye) 的方案類似，路線都是進一步減少模組層級不必要的結構，將電芯和底盤集成一起，再把電機、電控、整車高壓如DC/DC、OBC等通過創新的架構集成在一起。

沃爾沃的電池技術路線規劃和電池集成方案示意：

7）福特：

• 福特在2019年的專(zhuan) 利《Body-on-frameelectric vehicle with battery pack integral to frame》中，即給出了一種把電池集成到車體(ti) 底板的方案。

• 在福特的專(zhuan) 利中，該方案在車身左右框架中設置多根橫梁，由這些橫梁對整個(ge) 結構進行分割，在裏麵容納電池，分割出來的空間下麵通過底板進行支撐。

福特將電池集成到車體(ti) 底板的專(zhuan) 利方案：

8）寧德時代：

• 寧德時代計劃在2025年實現集成化CTC，2030年實現智能化CTC。

• 根據寧德時代董事長曾毓群介紹，寧德時代的集成化CTC技術不僅(jin) 會(hui) 重新布置電池，還會(hui) 納入包括電機、電控、DC/DC、OBC等動力部件。

• 寧德時代的CTC技術，將電芯與(yu) 車身、底盤、電驅動、熱管理及各類高低壓控製模塊等集成一體(ti) ，使行駛裏程突破1000公裏；並通過智能化動力域控製器優(you) 化動力分配和降低能耗，百公裏電耗降至12度以下。

寧德時代係統集成技術規劃：

9）LG：

• LG同樣在2019年申請了相關(guan) 的專(zhuan) 利《Under Bodyfor Vehicle》，將電池包的下箱體(ti) 和車底盤進行集成，但從(cong) 專(zhuan) 利上看該方案實際上還是將模組集成到底盤上。

• LG的該方案可以進一步去掉冗餘(yu) 結構件，提高模組的空間利用率和係統比能，同時簡化電池係統和整車的工藝。該方案以框架的形式在底盤上構建了用於(yu) 安裝模組並提供防護的一個(ge) 托盤，模組安裝於(yu) 下托盤縱橫梁形成的隔間內(nei) ，通過螺栓與(yu) 底盤固定起來。框架的前端留有空間，用於(yu) 安裝BMS及高壓控製器件，兩(liang) 側(ce) 及中間的通道用於(yu) 高低壓走線。

LG的電池包的下箱體(ti) 和車底盤集成方案：

10）悠跑科技：

• 創業(ye) 公司悠跑科技主打標準化的UP超級底盤，CTC電池係統是其UP超級底盤的重要組成部分。

• 悠跑科技UP超級底盤的CTC電池係統可以帶來以下優(you) 勢：①電池艙有效容積增加10%；②同等車長，續航提升10%；③最高續航可達到1000km以上；④可為(wei) 客戶提供靈活的電池組合方案。

悠跑科技UP超級底盤采用的CTC電池係統：