Comprenda el chasis de batería CTC en un artículo: ¿inútil u oportunidad?

¿Qué tecnología es CTC?

Original de Pacific Automotive Frontier Technology

Con el rápido desarrollo de los vehículos eléctricos, la tecnología de baterías también logra avances constantes, como las baterías tipo cuchilla BYD, las baterías de estado sólido y la tecnología de reemplazo de baterías. , etc. En un futuro próximo, aparecerá en el horizonte otra tecnología muy innovadora, y esta tecnología es la tecnología de integración del chasis de batería CTC. ¿Funciona esta tecnología? ¿Es la existencia de oportunidades inútiles o la aparición de nuevas oportunidades? Hablemos de ello.

¿Qué es la tecnología de integración de chasis de batería CTC?

En resumen sencillo, es el proceso de integración de la batería directamente en el chasis del vehículo. Profundiza aún más la integración del sistema de batería con el sistema de energía y el chasis del vehículo eléctrico, reduce la cantidad de piezas, ahorra espacio, mejora la eficiencia estructural, reduce en gran medida el peso del vehículo y aumenta la vida útil de la batería. Se considera la tecnología central clave que determina el éxito o el fracaso de la competencia de vehículos de nueva energía en la siguiente etapa.

En pocas palabras, la tecnología de integración del chasis de la batería CTC consiste en integrar la batería en el chasis para que se convierta en parte del chasis del vehículo.

Para realizar esta tecnología, no se trata solo de integrar las celdas de la batería en la bandeja inferior, sino de integrar el sistema de batería principalmente a través de las siguientes etapas:

La primera etapa , CTM (Cell to Module): la nueva industria energética inicial espera estandarizar las celdas de batería y luego utilizar la escala para reducir costos. Sin embargo, las diferentes necesidades de los distintos modelos dificultan que los fabricantes de baterías unifiquen los tamaños de las celdas de las baterías, y la siguiente mejor opción es estandarizar los sistemas de baterías en módulos. En los últimos años, la integración del sistema de baterías se ha centrado en aumentar el tamaño de los módulos de batería estandarizados, como el típico módulo 590.

La segunda etapa, CTP (Cell to Pack): CTP integra las celdas directamente en el paquete de baterías, mejorando efectivamente la utilización del espacio y la densidad de energía del paquete de baterías. Actualmente, Contemporary Ampere Technology Co., Ltd., BYD y Honeycomb Energy tienen sus propias soluciones CTP. La conocida batería Blade de BYD utiliza tecnología CTP.

La tercera etapa, CTC (Cell to Chassis): Evolucionar a la etapa CTC requiere no solo una reorganización de la batería, sino también un sistema de control electrónico de propulsión eléctrica, de modo que la batería, el motor, el control electrónico, el cargador del vehículo El chasis está altamente integrado y utiliza un controlador de dominio de energía inteligente para optimizar la distribución de energía y reducir el consumo de energía. Esto impone exigencias extremadamente altas a toda la cadena de fabricación, lo que requiere que los fabricantes de equipos originales y los proveedores de baterías posean múltiples capacidades entre dominios: la mayoría de las empresas automotrices deben tener la capacidad de diseñar celdas de batería e integrar altamente sistemas de tres eléctricos, y las empresas de baterías deben diseñar motores. y chasis. En la actualidad, Leopao nacional y Tesla en el extranjero han tomado la iniciativa en anunciar planes de CTC, como BYD y Contemporary Ampere Technology Co., Ltd. Todos están acelerando su diseño.

La tecnología CTC omite directamente todos los enlaces intermedios, combina directamente el núcleo de la batería con el chasis e integra componentes centrales como motores y controles electrónicos.

¿Cuáles son las ventajas de la tecnología CTC?

En primer lugar, tiene una gran adaptabilidad, una mejor adaptación a todo el vehículo y se puede producir en lotes de forma rápida y flexible. En segundo lugar, el chasis está altamente integrado y modular y puede adaptarse a todas las clases y tipos de vehículos futuros en todas las plataformas. Al mismo tiempo, es precisamente debido al alto grado de integración y modularización que el número de piezas y pasos de producción se simplifican mejor, lo que reduce los costos al tiempo que aumenta la capacidad de la batería y la autonomía.

La alta integración es la mayor ventaja de la tecnología CTC, que puede optimizar mejor los componentes y los pasos de producción, reducir los costos de producción y aumentar la capacidad de la batería.

¿La tecnología CTC no tiene desventajas?

Por supuesto. En primer lugar, el cambio de batería es imposible. En la actualidad, el país cuenta con una política sobre el modo de cambio de batería y los principales fabricantes han lanzado sucesivamente marcas y modelos que admiten el cambio de batería. Sin embargo, la tecnología CTC integra la batería con el chasis, por lo que los vehículos que utilizan soluciones CTC no podrán adaptarse al intercambio de energía ni al reabastecimiento de energía.

En segundo lugar, analizar desde la perspectiva del mantenimiento.

Dado que el paquete de baterías y el chasis de los vehículos que utilizan la solución CTC están diseñados como un todo, cuando el área del chasis del vehículo se deforma por una colisión, el plan de reparación involucrará más piezas estructurales generales y el costo también aumentará.

CTC no es solo una ventaja, sino también un problema fundamental que no se puede resolver

Lingche lanzó su propia solución CTC en abril. La solución CTC lanzada esta vez no es la más radical. en la industria "Batería-chasis" es un conjunto de patrones de "batería-módulo-chasis". En comparación con la primera, la solución de funcionamiento cero tiene más módulos, pero lo mismo es que se omite la batería. En general, es más bien una solución transitoria provisional. Pero a juzgar por los resultados, la solución Leapmoon CTC ha mejorado efectivamente el rendimiento general del vehículo.

La solución de ejecución cero no guarda módulos, sino que se parece más a una solución de transición de CTP a CTC. Pero aun así, merece nuestros elogios. Atrévete a dar el primer paso, que es una especie de gran coraje y valentía.

Esta solución aplica de forma innovadora la estructura de viga anular de doble esqueleto CTC, que combina la estructura del esqueleto de la batería y la estructura de la carrocería del chasis en una sola. Es a la vez una estructura de chasis y una estructura de batería, y la estructura general. es más eficiente. El segundo es la estanqueidad al aire que se consigue mediante el diseño de la carrocería. La tecnología CTC toma prestada la estructura básica del chasis y utiliza las vigas longitudinales y transversales de la carrocería del automóvil para formar una estructura de sellado completa. En comparación con los coches tradicionales, esta es sin duda una gran innovación.

Al mismo tiempo, según datos oficiales de Leapmotor, esta solución CTC reduce el número de piezas en un 20%, reduce el coste de las piezas estructurales en un 15% y mejora la rigidez de todo el vehículo. 25. Lograr un alto grado de integración y modularización. También tiene una gran escalabilidad y es compatible con sistemas de gestión térmica inteligentes e integrados. En el futuro, será compatible con la plataforma de alto voltaje de 800 V y admitirá carga súper rápida de 400 kW, etc. A juzgar por los resultados finales, esta solución también logró ciertos resultados esperados: redujo las piezas, redujo los costos, aumentó la duración de la batería y mejoró la resistencia. En general, es relativamente exitoso.

Esta solución CTC se aplicará por primera vez al modelo C01. Si no sucede nada más, Leapmo C01 (parámetro | consulta) también será el primer modelo producido en masa en China equipado con tecnología CTC.

A juzgar por el rendimiento específico del modelo de vehículo, la tecnología CTC puede aportar una mayor capacidad de batería al C01 en comparación con la solución tradicional, el espacio de disposición de la batería se incrementa en un 14,5, logrando una conducción más espaciosa. espacio y eliminando la necesidad de paquetes de baterías. El espacio de instalación entre la carrocería del vehículo y la carrocería del vehículo aumenta en 10 mm en el espacio vertical de la carrocería del vehículo.

En segundo lugar, la tecnología CTC aumenta la utilización del espacio de la batería, mejora su vida útil y mejora el rendimiento del aislamiento térmico de la batería. Al mismo tiempo, se adopta el sistema de gestión de baterías de big data AI BMS, que puede monitorear en tiempo real, lo que básicamente elimina los problemas de seguridad causados ​​por fallas de la batería o la celda. Tesla no solo tiene tecnología CTC

Tesla: solución CTC y tecnología de fundición a presión integrada

Tesla lanzó una nueva tecnología de embalaje CTC de paquete completo en 2020, específicamente el plan de Tesla es instalar baterías o módulos directamente en el chasis se utilizará como parte de la estructura de la carrocería, conectando las dos grandes piezas fundidas de la carrocería delantera y trasera. El piso de la cabina original se cancelará y se reemplazará por una cubierta superior de la batería. Se conecta directamente al chasis y se instala en la tapa de la batería. La solución de Tesla es más directa, eliminando el enlace del módulo, colocando las baterías directamente en el chasis y colocando los asientos directamente encima.

Según las solicitudes de patente y la información pública, la tecnología CTC de Tesla tiene las siguientes características:

1. La cubierta superior del paquete de batería y el núcleo de la batería están unidos directamente al vehículo. partes estructurales como asientos;

2. Se rellena material de resina entre las celdas para proporcionar protección térmica y soporte estructural;

3. La conexión de cable de aluminio anterior se cambió a una conexión de barra colectora, y los pines de la barra colectora se utilizaron para conectar directamente la conexión eléctrica y la placa de adquisición del sistema de gestión de la batería;

4. Hay 8 válvulas de alivio de presión en un lado del paquete de batería, gestión de fuga térmica reforzada. ;

La solución de Tesla tiene las ventajas de reducir las piezas de soporte, reducir el peso del vehículo y aumentar la capacidad total de la batería. Reduce el peso del vehículo en un 10% y aumenta la autonomía de crucero en un 14%. El número de piezas se reduce en 370, el costo unitario se reduce en un 7% y la inversión unitaria se reduce en un 8%, lo que mejora en gran medida la eficiencia de la producción y fabricación de automóviles. Además, tanto la batería cilíndrica de 4680 celdas de tercera generación de Tesla como las celdas de la generación anterior pueden utilizar esta solución CTC. Esta solución también logra los objetivos de reducir piezas, reducir el peso del vehículo y aumentar la duración de la batería, y reduce aún más los costos de fabricación. En general, es una solución de diseño muy exitosa.

Además de la solución CTC, también vale la pena presentar aquí la tecnología de fundición a presión integrada de Tesla. Esta tecnología combina la carrocería delantera, el paquete de baterías del chasis y la carrocería trasera en una sola carrocería. La tecnología de fundición a presión de una sola pieza de Tesla reducirá significativamente las partes del cuerpo, reducirá la complejidad del cuerpo y logrará una reducción de peso. Según los materiales publicados por Tesla, el Model Y que utiliza tecnología de fundición a presión integrada puede reducir el peso del conjunto de la parte inferior de la carrocería en un 30% y el costo de fabricación en un 40%. Al mismo tiempo, el cuerpo de una pieza después de la fundición a presión no necesita someterse a un tratamiento térmico secundario, lo que mejora en gran medida la eficiencia de fabricación. En realidad, la fundición a presión integrada no es una tecnología nueva, pero al combinarla con la tecnología CTC, los costos de fabricación y el peso corporal se pueden reducir aún más. Sin embargo, en el uso real, si el chasis sufre un golpe, el costo de reparación será muy, muy alto.

BYD: Seal utilizará la tecnología CTB

BYD lanzó una nueva plataforma puramente eléctrica e3.0 en 2021, que impulsará motores, controladores de motores, reductores y distribución de energía de alto voltaje Integra ocho módulos principales que incluyen la caja, el inversor, el cargador del vehículo, el controlador del vehículo y el sistema de gestión de la batería para lograr una integración del sistema de energía "ocho en uno". La batería todavía utiliza baterías Blade e integra profundamente la conducción, el frenado, la dirección y otras funciones del vehículo. La nueva plataforma e3.0 de BYD logra una integración del sistema de energía "ocho en uno" y, combinada con la orgullosa batería blade de BYD, brindará una mejor experiencia de conducción.

El nuevo modelo Seal, que se venderá anticipadamente el 20 de mayo, se construirá sobre la plataforma e3.0 y también utilizará la tecnología de integración del cuerpo de la batería CTB. En pocas palabras, Seal adopta el enfoque "ocho en uno" e integra aún más la batería en la carrocería del automóvil. La batería Blade integra seguridad y resistencia en todo el vehículo. La tecnología CTB de BYD todavía tiene un paquete de baterías independiente desde un punto de vista estructural. Simplemente une firmemente el paquete de baterías al cuerpo durante la instalación y utiliza sellador para sellar los espacios para lograr un efecto integrado.

En la actualidad, no hay mucha información sobre la solución de BYD, a juzgar por las imágenes que se han expuesto, la tecnología de integración del cuerpo de la batería CTB de BYD consiste en integrar el panel del piso del automóvil con la batería en la parte superior. Combinar dos en uno significa que cuando BYD diseña y fabrica paquetes de baterías, integra el sistema de batería como un todo con la carrocería del automóvil. El resultado es que se pueden cumplir los requisitos de sellado e impermeabilidad de la batería en sí. La batería y el compartimento del miembro son relativamente simples, el riesgo general es controlable.

CATL: Acelerando el diseño de I+D de CTC

En agosto de 2020, CATL anunció el desarrollo de una nueva tecnología de integración de chasis y batería. Actualmente, CATL está acelerando la investigación y el desarrollo de CTC y anunció planes para lanzar tecnología CTC altamente integrada alrededor de 2025, que se espera que se actualice al CTC inteligente de quinta generación alrededor de 2028.

La tecnología CTC actual de CATL aún se encuentra en la etapa crítica y no ha lanzado un producto final. Como empresa líder en la industria de las baterías, CATL, naturalmente, no abandonará la tecnología CTC.

Se informa que la tecnología CTC integrada de CATL no solo reorganizará la batería, sino que también incluirá componentes de potencia, incluidos motores, controles electrónicos, CC/CC y OBC. La integración del núcleo de la batería con la carrocería, el chasis, el propulsor eléctrico, la gestión térmica y varios módulos de control de alto y bajo voltaje permite que el kilometraje de conducción supere los 1.000 km. ¿Cómo se desarrollará la tecnología CTC en el futuro?

◆El impacto de la tecnología CTC en el desarrollo industrial

Para las empresas de vehículos, la tecnología CTC implica directamente el chasis, que es el componente central que utilizan las empresas de automóviles. están más preocupados. Por lo tanto, las empresas automovilísticas con más experiencia en investigación y desarrollo de chasis tendrán más dominio en el futuro, mientras que las empresas automotrices sin ventajas de desarrollo eventualmente perderán su dominio en chasis y otros aspectos del hardware.

Para las empresas de baterías, la aplicación de la tecnología CTC requiere que los fabricantes de baterías intervengan en el diseño del modelo de vehículo desde una etapa anterior, lo que requiere que las empresas de baterías tengan capacidades de I+D y diseño más sólidas para facilitar la cooperación. -desarrollo en profundidad. Se espera que en el futuro haya una cooperación más profunda entre los fabricantes de baterías y los OEM. La aplicación de la tecnología CTC significa que la integración entre las empresas de automóviles y los fabricantes de baterías será más estrecha, pero naturalmente surgirá una competencia por el dominio. Tanto las empresas de automóviles como los fabricantes de baterías esperan implementarla de acuerdo con sus propios estándares, y es probable que esto sea así. relacionado con la voz de toda la industria en el futuro.

Además, las empresas de baterías carecen de experiencia y acumulación de tecnología en el desarrollo de chasis de vehículos, por lo que es probable que pierdan el control de todo el proyecto durante el desarrollo de CTC, rompiendo la fuerte posición actual de los fabricantes de baterías. .

◆¿Cuál está más acorde con el desarrollo actual, la tecnología CTC o la tecnología de sustitución de baterías?

En realidad, esta pregunta es difícil de responder.

En 2021, el "Plan de desarrollo de la industria de vehículos de nueva energía (2021-2035)" emitido por el Consejo de Estado propuso promover enérgicamente la construcción de redes de carga e intercambio. Por ello, grandes marcas como BAIC New Energy, NIO, CATL, Geely, etc. han lanzado sucesivamente sus propias tecnologías de intercambio de baterías.

También en el “Plan de Desarrollo de la Industria de Vehículos de Nuevas Energías (2021-2035)”, también se propone desarrollar una nueva generación de plataformas modulares de vehículos de altas prestaciones y abordar el diseño integrado de chasis de vehículos puramente eléctricos. , Tecnología de integración de sistemas de energía multienergía.

A diferencia del intercambio de baterías, la tecnología CTC se está desarrollando en otra dirección. En comparación con la tecnología de intercambio de baterías, la tecnología CTC tiene mayores ventajas en la reducción de costos, la mejora de la duración de la batería y el aligeramiento. Esto también hace que los principales fabricantes también estén dispuestos. para diseñar la tecnología CTC. La tecnología CTC no es tan flexible como el intercambio de baterías, pero el bajo costo, la mayor duración de la batería y los vehículos livianos son ventajas que el intercambio de baterías no tiene.

En general, ambas tecnologías están aún en pañales, y cada una tiene sus propias ventajas únicas. Ambas tecnologías son una de las tendencias en el desarrollo de vehículos eléctricos en el futuro, pero el resultado final tenderá a serlo. ser Para quién, es demasiado pronto para sacar una conclusión.

Resumen del texto completo: la tecnología CTC está de hecho a la vanguardia y también es una de las direcciones importantes para el desarrollo futuro de la tecnología de baterías. A juzgar por la situación actual, entre las marcas extranjeras, sólo Tesla ha implementado la tecnología CTC, mientras que en China, sólo Leapmotor y BYD aplicarán esta tecnología a vehículos producidos en masa en un futuro próximo. Además, si esta tecnología se aplica a gran escala, también propondrá un nuevo conjunto de estándares para los fabricantes de equipos originales, las empresas de baterías y todo el sistema de la cadena de suministro. Por lo tanto, puede llevar mucho tiempo aplicar esta tecnología a gran escala.

@2019