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CTC电池底盘一体化技术难点解析

发布时间:2024-03-26 11:45:43 人气:77

01什么是CTC技术?

特斯拉,率先提出了CTC技术概念。

CTC(CelltoChassis)电池技术是将电芯直接集成到车辆底盘内部的电池技术。

CTC技术省去了从电芯到模组,再到电池包的两个步骤,直接将电芯安装在车辆平台上,是CTP(CelltoPack)的进一步集成方案。

CTC的技术思路与飞机将燃料箱融于机翼一体而不是另做燃料箱这一设计相类似,其目的是高度集成化,减少零部件的数量与总装工艺,起到提高效率,降低成本的作用。

CTC电池集成方案,省去模组:

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CTC方案灵感源于机翼油箱:

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02CTC技术的演变

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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CTP2.0时代,

和代表目前业界最高水平的CTC3.0阶段。

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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。

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。

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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。

02CTC技术的难点及设计思路

电池与车身的集成主要的难点在于:

需要保证电池本身的密封性能,安全性;

需要保证电池与车身集成后,成员舱的密封性能。

为了解决这个问题,主要的解决方案,有以下两种:

方案一:地板面板与电池包上壳体合二为一,集成于电池,相当于电池上壳体替代了中地板的一部分结构。电池上盖与门槛及前后横梁形成的平整密封面通过密封胶密封乘员舱,底部通过安装点与车身组装。

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此种方案优点在于:

电池包作为一个整体与车身集成,电池本身的密封及防水要求可以满足,电池与成员舱的密封也相对简单,风险可控。

方案二:地板面板与电池包上壳体合二为一,集成于车身,相当于将电池包的结构分为上壳体和电池本体两个部分。通过密封胶实现车身与电池本体的密封,底部通过安装点与车身组装。

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此种方案的风险在于:

拆散了电池包的结构,下车体框架密封电池,由于车身结构较多连接接头、定位孔、漏液孔等影响,现IP67等级(沉水1m,半小时,无水气侵入)电池密封困难,IP69更难实现。下车体框架密封电池,严重增加电池进水造成电芯短路起火风险,安全隐患严重。

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