电池和车身竟合二为一了!比亚迪最新黑科技,又要掀起技术革命?

比亚迪的黑科技竟然把电池和车身竟合二为一了

最近,新能源汽车行业里“电池底盘一体化”技术(CTC)着实是有些火。

之前我还专门写过文章和大家聊这个技术,后台有不少用户朋友留言,说看好比亚迪海豹,期待刀片电池做CTC的表现。

电池和车身竟合二为一了!比亚迪最新黑科技,又要掀起技术革命?

离那篇文章发出来不到一个月,比亚迪就发布了基于e平台3.0打造的新车型——海豹。

不过,出乎很多人意料的是,比亚迪这次带来的不叫“CTC”,而是一个叫“CTB”的新名词。

发布会刚一结束,就有人开始私底下问我了,“这俩到底有什么区别?”

可能需要先看看“C”和“B”代表的词到底是什么意思?

CTC是Cell to Chassis的缩写,Chassis指的是底盘;

CTB是Cell to Body的缩写,Body指的是车身。

顾名思义,前者说的是“电池底盘一体化”技术,也就是把电芯集成到底盘上。而后者说的是“电池车身一体化”技术,也就是把电芯集成到车身上。

那么电池车身一体化到底有什么意义?海豹的CTB技术又有哪些特点?

相信我,看完这篇,你基本就能懂了那些在车企发布会上听不懂的技术名词了。

01. 电池车身一体化有什么意义?

类似电池车身一体化技术这一概念刚刚提出的时候,有不少行业内人士对这个技术给予了高度评价,甚至有人称其是“动力电池结构优化的终极方案”

为何这项技术硬生生被吹上了天?还要先从动力电池的发展历程说起。

总体上来说,动力电池一步步走到今天,主要是在化学和物理两方面做的努力。

关注我们比较久的朋友应该知道,2018跨年那天,我们写了一篇《2018年的电动车》,很多人看完热血喷张,说像看了一部风云史。

2018年前后的电动车行业,确实出现了“上市即落后”的蓬勃发展盛况,而归根到底,这其实是一场激烈的“续航竞赛”

当时除了最简单的“比谁堆的电池更多”这样的基本物理层面竞争之外,还有化学层面的比拼,比如三元电池从最初的NCM523(NCM后面的数字,指的是镍钴锰的占比),到NCM622,再到NCM811,大家都在为了拼能量密度,玩了命地加“镍”

不过,越来越多的“烧车”事件给行业敲响了警钟,盲目追求电池材料本身的能量密度,势必会影响到安全性。

于是,能量密度更低,但更为安全的磷酸铁锂电池,重新进入了人们的视野。到现在,市面上电动车磷酸铁锂电池的比例还要比三元电池略多一些。

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既然动力电池在化学层面的竞争逐渐放缓,行业又开始了一场新的物理层面的竞争。

早期,动力电池生产工艺并不是很成熟,造出来的电芯不仅“脆皮”易燃易爆炸,一致性还比较差,实在是让工程师头大。

电芯的一致性到底有多重要?如果一致性不好,电量少的那块电芯不但会让整块动力电池发电量降低,自己还可能会发热发烫,甚至爆炸。

无奈之下,工程师们只好用钢壳或铝壳,把电芯们按照5-6个一组“捆成捆”,先形成电池模组,再把很多块模组放入电池包里。

显然,让每个模组保持一致性,肯定要比那么多电芯保持一致要容易一些,同时模组外壳还能对电芯起到一定的保护作用。

但到最近几年,电池生产工艺越来越先进,电芯一致性比之前好很多了,而又重又占地方的模组铁皮子就开始变得越来越无用,多装几个电芯不是明显要爽很多?

一刀下去,模组被砍没了,电芯直接被装进了电池包里,也就形成了CTP电池包方案,即Cell to Pack,绕过模组。这样一来,就可以大幅提升电芯体积利用率。

目前比亚迪所用的刀片电池包,都属于CTP电池包方案。

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但工程师们的“野心”并不止于模组,开始对着电池包“磨刀霍霍”了:“如果把电芯进一步集成到车身上,岂不是结构更简单,体积利用率更高?”

这,就是电池车身一体化技术(CTB)的出发点。

我之前跟大家第一次写这个技术的时候打过一个不怎么严谨的比方,电芯-模组-电池包就好比工位-办公室-公司,模组和电池包的结构件就像是公司的隔断墙。

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在公司早期员工素质参差不齐时,努力干活和摸鱼划水的放在一个屋子里,正好可以让干活的带带不干活的。

而员工整体素质提高后,这时候其实就可以拆掉隔断墙,用多出来的空间多摆几张工位。这就和把电芯装进电池包里的CTP一个道理。

而从CTP到把电芯和车身一体化的CTB技术,就像是公司把工位都直接取消,员工直接在工区里自由办公,从而可以招更多人。

总之,从传统电池包方案,到CTP方案,再到CTB方案,其核心思路都是在想方设法地减去一些没有用的结构,尽可能多腾出一些空间来装更多的电芯。

当然,实现CTB电池方案,想要首先要保证电芯足够安全一致性也要足够好

同时,还得跟敢于取消工位、实现自由办公的公司一样,车企也得敢于打破原本公认的电池系统结构,并且大胆重新设计。

02. 比亚迪CTB有什么特点?

前面铺垫了这么多,接下来我们看看比亚迪CTB是怎么做的。

传统方案和CTP方案中,纯电动车型的电池包是通过电池包上盖板和车身地板相连接的,相当于电池是悬挂在车身外的。

而车身地板与电池上盖板都属于金属结构件,两层金属结构件的存在,一定程度上会使得电池装配结构变厚。

这也是为什么大多数新势力的第一款车,都选择了从SUV作为切入点。SUV的垂向空间优势,可以将电池厚度侵占的空间一定程度上弥补回来。

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车身地板、电池上盖,这两块金属板都属于支撑结构件,为什么不能合成一块呢?

于是,顺着这一思路,比亚迪的CTB方案,去掉车身地板,用电池上盖板充当车身地板,使得车身地板与电池上盖成为一个整体,进一步简化了系统整体结构。

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CTB方案省下来的空间,比亚迪并没有选择装更多的电芯,而是选择了把这部分空间释放给驾驶空间,让车内垂向空间增加了10mm。

同时,车身造型可以做得更加低趴,一定程度上减少撞风面积,降低风阻系数。

可能有人会产生质疑:10mm才指甲盖那么长,增加这么点垂向空间,真的有意义吗?

可千万别小瞧了这10mm,很多人对头部空间是特别敏感的。

记得2年前,Model 3标续版从三元锂电池切换成磷酸铁锂电池后,电池对车内的垂向空间侵占还不到10mm。但就是减少这么点空间,有不少车主都在抱怨,感觉车内空间感大不如前了。

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对于一项新技术的应用,用户们最关注的莫过于安全不安全。

毕竟,以前电动车脚底下踩的是底板,用了CTB之后就直接踩电池包了呀!

比亚迪官方称CTB电池包上盖采用了蜂窝状的铝板结构,可以提高受力强度。

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当然,光是垂向强度满足要求还远远不够,车辆碰撞时往往会受到巨大的正向压力或侧向压力。

我们知道,刀片电池自诞生以来,其最大的宣传点就是安全,可以通过针刺测试,不冒烟不起火。

以至于每次有人去拜访比亚迪总部,都会分别牺牲掉一块三元电池和一块刀片电池来做针刺试验对比。

正因为刀片电池的安全性较好,在CTB电池方案中,刀片电芯不仅仅是能量件,同时也承担着结构件的功能。

可以看到,CTB电池包中电芯是采用了纵向布置的方案,主要负责传导电池包正向受力。

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横向受力方面,CTB电池方案在车身上保留了横梁结构,来保证碰撞时的横向受力的有效传导。

刀片电芯与横梁的承力纵横交错,也就形成了一张“受力网”,提高了车身整体结构的安全性。

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可能有人会比较关心的一点是,比亚迪的CTB方案与前段时间零跑发布的CTC方案,以及特斯拉的4680+CTC方案相比,究竟哪个更好。

从方案本身来看,由于比亚迪CTB去掉的是车身地板而不是电池上盖,在电池拆卸维修方面要比零跑和特斯拉的方案更具优势,前者可以拆下来一整块电池包,而后者拆下来的是裸模组或电芯。

除此之外,盲猜比亚迪CTB方案在电池包气密性方面要比零跑和特斯拉更容易做一些。

因为电池要固定到底盘上,要涉及多个螺栓连接,零跑的CTC方案必须保证每个螺栓的气密性都要做到完美无瑕,只要有一个螺栓出问题,就有可能面临电池包进水或进灰的风险。

而比亚迪CTB只需要考虑电池包上的螺栓孔不干扰电池包内部结构就行了。

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CTB除了提高了电池空间利用率之外,还带来了一些“额外惊喜”,就是车辆稳定性驾控性能的提升。

从原理上来说,电池包与车身融为一体,原本电池包与车身之间存在的间隙不复存在,车也就更像一个整体。

根据比亚迪发布会上公布的数据,海豹麋鹿测试成绩达到了83.5km/h,这个成绩比比亚迪以往任何一辆车都要优秀。

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不得不说,CTB技术可能真的是把比亚迪e平台3.0的潜力进一步挖掘出来的催化剂。

除了备受瞩目的800V之外,其他的黑科技在海豹身上也不少。

值得一提的是,比亚迪海豹最新搭载的iTAC技术特别有意思,相当于加强版的ESP,受限于篇幅,有机会另起一篇跟大家详细聊聊。

03. 写在最后

突然想起一个19年前的小故事。

在金庸“华山论剑”的2003年,比亚迪工程团队经历了很长时间的开发后,市场部约来了不少经销商来到了上海,王传福亲自和经销商团队保证“绝对卖得火,肯定能赚钱”。

但看完样车,经销商转头就走,没有丝毫犹豫,经验告诉他们那台车没有卖出去的可能性。

为了挽回比亚迪在经销商心里的形象,王传福在2003年冬天的冷雨中,拿起锤子直接把那台样车砸成了废铁。

挥起锤子的那一下,我想王传福的心理是复杂的,但可能连他自己也没想到,19年后的比亚迪,会推出改变磷酸铁锂命运的刀片电池,会有写入清华教科书的DM-i,会有重新定义电池和车身结构的海豹CTB,而这些,会带着比亚迪走向世界。

但我想,锤子砸掉那年唯一的那台样车的时候,他内心一定是坚定的,国产汽车要想跑赢,技术就是话语权。

电池和车身竟合二为一了!比亚迪最新黑科技,又要掀起技术革命?

过去,我国汽车产业相对落后,对于外来品牌相对更高傲的态度,我们无可奈何,因为我们没得可选。

如今,中国自主品牌已经今非昔比,从技术上我们已经不再落后于欧、美、日等汽车强国。

我们有能力,成为最前沿技术的开拓者。

感谢这个时代,能让我们亲身见证中国汽车产业的崛起。

出处:头条号 @电动车公社

电动志

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