近年來，在動力電池產業鏈的共同努力下，電池能量密度有了明顯提升，長續航車型快速發展起來，部分車型的單次純電續航里程甚至超過了1000公里。不過目前的長續航車型主要靠電池堆疊來實現，這也帶來了車身加重等衍生問題，并沒能很好解決市場對電動車的里程焦慮。

 

為此，繼續提高續電池包能量密度及汽車輕量化也成了新能源汽車產業鏈的必要課題。“在電池能量密度難以大幅度提升的情況下，電池、車身一體化集成技術不失為一種有效的解決方案，既可以增加單車電池包的能量密度，還能減輕汽車的重量，提升了汽車的續航里程，我們預判，未來這種技術會獲得較快的發展。”鋰電行業分析師陳磊表示。

 

 

電動化對汽車的改變正越來越明顯，已不僅僅是動力方式的轉變，在車身結構、零組件構成、造車成本、用車體驗等方面也發生了明顯的變化，而且這些變化還在不斷地優化。其中，動力電池組作為新能源汽車的核心部件之一，占整車重量比重達到30%-40%，如何實現電池“輕量化”已成為各家電池企業、主機廠的重要研發課題。

 

寧德時代為推進電池組“輕量化”，于今年3月推出CTP（Cell to Pack）技術，通過省去電池模組組裝環節，實現將電池包能量密度提升10%-15%。該技術還能有效降低電池組成本，也明顯提升了生產效率，但對主機廠來說這還不夠，通過將電池與車身底盤一體化集成已成為研究方向之一。

 

此前，特斯拉提出了CTC（Cell to Chassis）電芯與車身底盤一體化集成方案。根據計劃，特斯拉的CTC技術直接將電芯安裝于車身上，配合一體化壓鑄技術，可以減少370個零部件，帶來的直接效益是，車重減輕10%、電池成本降低7%、續航里程增加14%，配合新研發的4680大圓柱電池，還能進一步提升一體化“電池包”的能量密度。

 

特斯拉率先提出的電池車身底盤一體化集成技術優勢顯而易見，不過率先推出相關產品的并非特斯拉，而是國內的零跑汽車。今年4月下旬，零跑汽車官宣推出電池底盤一體化技術（CTC），據介紹，該技術能增加14.5%的電池布置空間，并降低15%的結構件成本，同時提升10%的綜合工況續航里程，車身扭轉剛度也能提升25%。該技術已搭載在其全新推出的零跑C01車型中。

 

緊接著在5月20日，比亞迪也發布了自己的CTB（Cell to Body）電池車身一體化技術，該技術將電池上蓋與車身底盤進一步合二為一，從原來電池包“三明治”結構，進化成整車的“三明治”結構。比亞迪表示，“動力電池系統既是能量體，也是結構件。這種融合簡化了車身結構和生產工藝，是對傳統車身設計的一次顛覆性變革。”

 

該結構的改變，使CTB刀片電池包能經受50噸重卡極限碾壓而不損壞，車身扭轉剛度可以輕松超過40000N·m/°，同時對汽車的車身平衡、操控性能、零百加速、風阻、百公里電耗等性能指標較傳統平臺都有顯著提升。業內人士表示，電池車身一體化技術的運用，將新能源汽車的各項指標都提升了一個檔次。

零跑汽車、比亞迪、特斯拉方案比較（公開數據整理）

 

如上三家主機廠的思路都是將電芯或電池組直接安裝于車身底盤上，省去傳統“電芯——電池組——電池包——裝車”的復雜環節，實現車身底盤即“電池包”的輕量化集成設計。

 

根據公開資料，零跑汽車方案的車身底板即電池包上蓋，中間為電池組，再由托盤封裝，實現電池車身一體化集成。比亞迪同樣使用車身底板即電池包上蓋板的設計，再由底板將刀片電芯封裝集成，電芯上下需增加膠黏劑。特斯拉方案則取消Pack設計，以高粘性、阻燃性膠體固定電芯到底板上，并用蛇形管對電芯進行冷卻。

 

不同的是，零跑方案是先把電芯做成電池組，再把電池組集成到汽車底盤上，該方案由于在模組環節已做安全處理，在裝車集成環節所需的安全措施相對要少，進而比另兩個方案顯得“輕便”許多。而特斯拉和比亞迪的方案名字雖然不同，但兩者思路更相近，均是將大圓柱電芯或刀片電芯集成于車身底盤上；其中，比亞迪的CTB方案保留底盤橫梁；而特斯拉CTC方案是取消車身底盤橫梁，接著在電池上蓋板加橫梁，業內人士認為，特斯拉的方案更為激進。

 

電池“輕量化”受追捧，高維修成本或是隱憂

 

事實上，除了以上3家率先嘗鮮的企業外，美國電動汽車初創公司Canoo也推出了類似技術產品，福特、沃爾沃、大眾等傳統主機廠也計劃通過新的電池車身一體化平臺加速電動化轉型。不僅如此，動力電池企業同樣想進入這一領域分一杯羹。據了解，寧德時代計劃2025年實現集成化的CTC，并于2030年升級為智能化版本；LG也在2021年公開了CTC相關專利。

 

除零跑C01、比亞迪海豹外，特斯拉的CTC車型（Model Y）也即將發布，而伴隨汽車電動化轉型加速，動力電池包“輕量化”裝車方案也將在更多車企中陸續推出。對此，陳磊分析認為，“在電池能量密度難以大幅度提升的情況下，電池、車身一體化集成技術不失為一種有效的解決方案，既可以增加單車電池包的能量密度，還能減輕汽車的重量，提升了汽車的續航里程，我們預判，未來這種技術會獲得較快的發展。”

 

在比較CTC、CTB技術時，筆者也留意到，目前搭配的車型均為支持高壓快充的純電車型，如首款搭載CTB電池方案的比亞迪海豹、首款搭載CTC方案的零跑C01均為純電版，82.590kWh（海豹）、90kWh（C01）電池容量款的續航里程分別為700公里、717公里。在補能方式上，兩者均支持高壓充電平臺，其中海豹支持800V高壓快充，充電15分鐘續航300公里；C01支持400kW超級快充，未來可兼容800V高壓平臺，充電5分鐘續航200公里。陳磊認為，快充已成為長續航純電車型的標配補能方式，而且，隨著電池車身一體化漸成趨勢，高壓快充也將成為標配，讓新能源汽車的補能變得跟燃油車一樣方便，提升用戶的用車體驗。

 

不過，無論是CTC方案還是CTB技術，其在改變新能源汽車物理結構之時，帶來的并非都是向好發展，也存在部分不足，“就像我們的手機，以前支持換電池的時候，打開后蓋就能卸下電池，而現在要想換電池必須用專門工具才能拆卸。汽車更復雜，采用一體化集成技術后，電池跟車身連成一個整體，裝配是方便了，但維護就不見得方便了，如果汽車發生事故，要對電池部分進行維修，要更換的可能不只是電池組，底盤都有一起更換的風險。這對用戶來說，維修成本大幅增加。”