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原创结构精简/续航增加/安全升级 零跑发布CTC电池底盘一体化技术

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2022-04-25EV世纪 赵佳

纯电动汽车出现开始发展至今,动力电池技术一直都是一台纯电动车的关键技术,它不仅决定着车辆的安全性,同时还决定着车辆的续航、性能以及整车成本。

我们可以将动力电池技术发展初期定义为1.0时代,在1.0时代几乎所有的产品采用的都是标准化模组(VDA/MEB),通过将电芯组成小的模组。之后再将多个这样的模组装入电池包组成整块动力电池。这样的方式对于车企来说优点在于开发简单,但因无法灵活进行电量和电压配组,且零部件多,系统成本高的缺点,车企开始研发全新的动力电池包技术。

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随着电池包技术持续突破,我们进入了动力电池发展中期的2.0时代,CTP大模组以及无模组技术出现,相比于1.0时代,体积利用率提升了15%-20%;零部件数量减少15%-20%;生产效率提升了30%。

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在动力电池技术2.0时代下,纯电动汽车的续航里程得到了进一步提升,同时整车成本也在随着零部件的减少和生产效率的提升而降低,我们也迎来了纯电动汽车的快速发展阶段。随着技术的不断更新,我们也即将迎来了动力电池技术的3.0时代,就在4月25日,零跑汽车就举行了一场发布会,正式发布了其CTC电池底盘一体化技术,这一技术的发布也让零跑汽车成为了最早实现CTC电池底盘一体化量产技术落地的企业之一。

CTC电池底盘一体化技术

在动力电池技术1.0和2.0时代,都是将电池包作为一个单独的零部件来进行设计。CTC电池底盘一体化技术不同于1.0和2.0时代,全新的技术是在整车研发初期就将电池包作为车身结构的一部分来进行设计。

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零跑智能动力CTC技术,即cell -to -chassis,就是指将电池、底盘和下车身进行集成设计,简化产品设计和生产工艺的技术。创新性的应用了CTC双骨架环形梁式结构,将电池骨架结构和底盘车身结构合二为一。简单来讲就是应用车身结构作为电池包外部结构,取消了电池包部分结构设计,让这部分设计既是车身底盘结构又是电池结构。

CTC电池底盘一体化技术优势

通过这种全新的结构设计,可以使整个下车体底盘结构与电池托盘结构耦合。相比于1.0时代和2.0时代,通过减少冗余的结构设计,能有效减少零部件数量,整体结构效率更高。在提升空间利用率和系统比能的同时,通过让车身与电池结构互补,使电池抗冲击能力及车身扭转刚度得到大幅度提升。根据官方测试,车身扭转刚度提升25%,可提供出色的行驶性能,出色的操控性以及更好的响应;车身刚度越高,抵御共振能力就越强,NVH性能越好。

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除了零部件数量减少外和车身扭转刚度提升之外, CTC电池底盘一体化技术可以让车身拥有更大的电池容量空间,相比传统方案电池布置空间增加14.5%,可提升10%续航的同时提高电池保温性能,缓解冬季掉电缺陷。

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另外这种高集成、少零部件的设计也带来了更宽敞的驾乘空间,消除电池包与车身之间的安装间隙,车身垂直空间增加10mm,使用户拥有更舒适的高度空间,整车空间布置更灵活。

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在安全层面,CTC双骨架环形梁式结构(电池托盘+车身结构梁形成多个环形结构)设计,且在研发过程中就对CTC技术进行了多轮严苛试验,如底部球击、挤压、热扩散等将近30项试验,确保电池安全,其中有8项安全测试结果远超国家标准。

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以上是具体到产品性能的部分,对于一家车企来说,一项全新技术的诞生不仅仅只体现在短期内的某一款产品,CTC电池底盘一体化技术还具备了高适配性,与整车匹配度高,可快速柔性化批量生产。通过高度集成化和模块化,可跨平台适配未来各级别、类型的车型。扩展性上,该技术也可兼容智能化、集成化热管理系统。未来可兼容800V高压平台,支持400kW超级快充,可以实现“加油式”充电,充电5分钟,续航200+km。

软硬结合安全加强

对于动力电池来说,外部硬件结构只能保障电池包在受到外力冲击时的安全性。要想控制好整个电池包的安全,BMS管理系统也是不可或缺的一项技术。

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与CTC电池底盘一体化技术相搭配的是零跑AI BMS大数据智能电池管理系统。该系统可以实现基于BMS和云平台线上线下相结合的AI BMS,融合了大数据和AI深度学习等相关工具,在电池安全、电池寿命、电池性能层面实现全方位的提升,拥有数据监测、安全预警、使用统计、车网互动等功能。

在安全预警方面,通过获取电池的电流、电压、温度等测量数据并与试验参数比对,实时对电池状态进行预警;大量测量数据积累,并基于大数据分析和电池历史状态AI学习分析带来中长期预警,从而实现对智能电池进行全时安全预警。

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在延长电池寿命上,相比过去用电池容量衰减估算电池使用寿命的方法,AI BMS将实现基于大数据和云端电池画像预估电池健康状态;相比基于参数标定的热管理策略,AI BMS将实现基于电池能量最优化利用的智慧能源管理;相比基于阈值标定的故障识别,AI BMS将在云端建立知识图谱网络,基于AI学习实现安全预警线上线下联动,实现延长电池寿命,优化电池性能的目的。

搭全新技术产品C01落地

基于以上技术,零跑汽车也打造了一款全新的产品。根据透露,新车将以C01来命名,新车根据零跑C平台研发而来的一台中大型轿车,拥有5050mm车身长度和2930mm轴距,在设计方面沿用了零跑C11的众多元素。

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在性能方面,通过CTC电池底盘一体化技术增加电池空间利用率,让电池容量达到了90kWh,可以让全新车型C01拥有综合工况700+公里的超长真续航。在动力方面,新车还拥有3秒级的加速能力。

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