取消电池包，零跑CTC是未来电动车的趋势吗？

　　近期，有些车企转头去做手机了，也有一些做手机的企业又跑去做汽车了，看上去都是一副＂不务正业＂的样子。但从技术发展和集成的角度去看，手机和汽车——尤其是电动车——其实还有几分相似。
　　十几年前，手机电池还是需要拆下单独充电的，而到了现在它已经被集成到手机内部，不需要拆就可以省去一些用于包装和保护的部件。汽车的动力电池虽然不用拆下来去充电，但随着集成程度的提高，也在不断舍去多余的部件。同时，也跟手机电池一样，随着OTA升级，还会不断的优化。
　　动力电池的＂瘦身史＂
　　动力电池的设计大致可以分为3个大的阶段，分别是标准化模块的1.0时代，采用大模组的CTP 2.0时代，和代表目前业界 最高水平的CTC 3.0阶段。
　　在1.0时代，动力电池被称为 标准化模块， 结构非常繁琐，从内到外分别为电芯、模组和电池包。许多个电芯打包成一个模组，许多个模组再打包成电池包，最后安装在车上。但只有电芯是用来供电的，这种＂过度打包＂不仅需要设计、生产额外的零部件，也要占用额外的空间，这就导致电芯的空间占比减小了。
　　标准化模块 | 图虫创意
　　2.0时代被称为 ＂大模组＂ 时代，主要思路就是设计更大的模组，减少模组数量甚至是无模组，来尽可能减少这个层面的零件数量和空间占用，最有代表的就是宁德时代的CTP技术和比亚迪的刀片电池。
　　宁德时代：CTP技术和比亚迪：刀片电池 | 中信证券[2]
　　3.0时代标志着电池和底盘集成设计的方案开始问世。CTC是＂cell-to-chassis＂的简称，就是 ＂将电池和底盘融合设计＂ 的意思。同时，还要有更智能的BMS（电池管理系统），对电池的使用进行更智能的监控、管理和优化。
　　CTC方案与传统方案对比
　　CTC技术到底难在哪里？
　　说起来容易，但要真实现CTC，技术问题非常多。将电池和底盘做融合，目的就是通过这种集成化的设计减少零件数量，压缩空间体积，提高整车的电量和续航。但到底要怎样融合，如何保证电池的防水性能，减少层层包装后电池安全性如何保证，如何调整生产线、如何测试、量产、维修，这些都是需要考虑的问题。
　　最早的CTC理念就是零跑提出的，而且国内 真正实现了量产CTC技术的，零跑也是第一个。
　　在2016年，零跑汽车董事长朱江明受到智能手机电池集成式设计的启发，率先在内部提出了将动力电池和底盘集成为一体的想法。经过6年的的不断研发、试验、改进，最终实现了CTC技术的量产化落地，将搭载在他们的新款 旗舰车型零跑C01 上同步量产。
　　CTC技术硬件创新上，最基础也是最关键是 ＂怎么把底盘和电池做成一体化＂， 零跑给出的答案是＂一体化托盘结构＂。 设计思路是把电池安装到一个电池托盘内，然后再把这个托盘安装到底盘下方，像是一个倒扣的餐盘。为了提高电池的牢固程度，电池的上下也和托盘、底盘固定。整个集成化设计既是车身结构，又是电池结构。
　　就像现在的手机大多数可以做到电池和电路结构的防水，电动车在雨天、涉水路况上也需要做到良好的防水。在1.0的2.0的电池结构中，经过层层包装，动力电池的防水性能其实不难做到，但到了3.0的CTC时代， 模组和电池结构都被精简，如何靠底盘和托盘结构实现防水，是一个非常难的问题。
　　大面积的金属板件是通过焊接的方式组合到一起的，考虑到防水性能，传统的焊接和检测方式也就不再适用了。为了解决这个问题，零跑采用了特殊的工艺，提高了焊接质量、精度控制和焊接的一致性，也提出了新的气密性检测方法和返厂维修方案。在底盘和托盘的连接处，采用了＂铆钉+密封胶条＂的组合， 保证防水性能。
　　底盘和托盘连接的铆钉和密封胶条
　　除了防水，行驶过程中磕磕碰碰在所难免，电池要能够在这些外力下依旧＂坚挺＂，一体化托盘的结构也能很好的实现这一点。比如，托盘并不是平整的一张板，上面有横纵交错的梁作为骨架，可以很好地增强底盘和托盘的强度。在车身侧面，还装有吸能结构，有事儿它真扛：当发生侧向的剧烈碰撞时，冲击力会优先传导至吸能板，吸能板产生形变从而吸收掉冲击力，最大程度降低对支撑结构和电池的影响， 保证电池的安全。
　　横纵梁组成的骨架结构
　　越来越＂聪明＂的电池
　　有了硬件的创新和突破，当然也要有 旗鼓相当的软件创新做支撑， 零跑将BMS和云平台结合成了AI BMS大数据智能电池管理系统。 它就像是一个可以不断学习进步的智能管家，对电池进行时时刻刻的守护，并且可以通过OTA进行全生命周期的软件更新，让电池更安全、更长寿、也更高效。
　　比如，AI BMS可以实时监控电池的各项指标，并把数据发送到云端进行 AI数据建模， 得到电池当前的状态，并通过APP反馈给车主。有了这些数据和状态，AI BMS就可以基于已经发生过的历史故障进行深度学习， 在下次故障前做到提前预警。它还能自动纠正错误的电池使用方式，并提供更智能的充电策略，让电池始终工作在最佳状态。
　　如果说，一体化托盘结构让电池具有一副可靠、强力的＂钢筋铁骨＂，那AI BMS则赋予电池＂心智＂，让电池越来越＂聪明＂。 身心的全面进化，让零跑的CTC底盘成为了新生代车型的能量母体， 不仅可以适配 高度集成化和模块化的生产，在未来还具有非常强的功能扩展性。
　　坐在电池上开车是种什么感受？
　　零跑的CTC技术，带来的也不仅仅是电池系统的改善，它对整车的性能都有不同程度的提高。在即将亮相的零跑C01车型上，CTC技术就带来了 安全、性能、驾乘体验和成本 四个方面的改善。
　　电池的安全性肯定是电动车最基础也最重要的指标了，在出厂前，电动车的电池都要经过＂上刀山下火海＂等各种考验，零跑比国标还多8项检测的严格标准，证明了通过电池和车身结构的强度互补，再加上AI BMS的全时守护，电池安全性得到了大幅度的提升。
　　得益于CTC底盘的结构设计，再加上AI BMS对能耗的经济性管理，可以达到综合工况700公里以上的续航。同时，CTC技术让车身扭刚度提升25%，整车重量降低了15kg，操控性能也进一步增强。
　　CTC高度的集成化，消除电池与车身之间的安装间隙，车身 垂直空间 增加10mm，加上5米长的水平车身也让车内空间非常充足，驾乘体验极佳。
　　最后，得益于CTC带来结构精简，C01整车的零件数比传统方案减少20%、结构件成本降低15%，更加的便于大规模量产。
　　在这些性能提升下，零跑C01成为了一辆大空间、长续航、操控性和安全性都更强的中大型轿车。
　　而最难能可贵的是，零跑不仅提出了CTC技术的理念，还通过6年的努力、钻研和推翻重来，让这个理念变为现实，成为全球第一个能够量产无独立电池包CTC电池技术的企业，并通过零跑C01证明了CTC技术给整车性能带来的改善，让动力电池技术正式进入了3.0的新时代。 相信在未来，电动车肯定会再次卸掉厚重的枷锁，完成再一次瘦身，我们不用再有电量的焦虑，能够更加自由地一路＂零跑＂。
　　参考文献
　　[1]一种电动车车身与电池包集成结构 CN202121278218.5
　　[2]宋韶灵：新能源汽车动力电池行业投资策略：全球电动化浪潮，优质供应链受益.中信证券