电池车身一体化，不应被过度神话

从功能机到智能机，在稳定性、轻薄度、防水性等多方面因素及利益驱使下，可拆卸电池退出了历史舞台。以苹果为代表的厂商们将电池直接集成到手机中，俗称“电池手机一体化”。

而今，这样的设计也延续到了汽车领域。

随着电动车及相关技术的发展愈加成熟，人们也不再满足当下冗余的结构设计：车身是单独的车身，电池包是单独的电池包，二者相加质量大容量小。

所以，“电池车身一体化”便被适时地提了出来。有人叫CTC（Cell to Chassis）、也有人叫CTB（Cell to Body），都表达差不多的意思。

厂家宣传得神乎其神，技术解析得天花乱坠，再加上一些不明就里的文章和视频，这项技术好像就被渲染得非常厉害？

电芯（Cell）、模组（Module）、电池包（Pack）、底盘（Chassis）。动力电池发展初期，电芯作为最小单元会首先构成模组，再由模组构成电池包，安装在车辆底部。

如此“过度包装”造成的问题是，电池包的实际空间利用率不高，冗余的结构设计不仅侵占空间、还额外增加了重量，对电动车视之如命的续航里程并不友好。

所以，将模组的尺寸扩大甚至直接取消模组设计就变成新的发展方向。原因无他，可以在电池包有限的空间内放入更多的电芯，提高能量密度。

典型代表如比亚迪的刀片电池，采用CTP（Cell to Pack）技术，电芯一步到位直接汇聚成电池包。空间利用率提高50%，材料成本降低25%。此外还有宁德时代、蜂巢能源等公司都在布局该技术。

至此，电池包作为一个单独整体已经实现了空间利用率的最大化。但与此同时，电池材料创新的步伐同样趋缓，而人们对纯电动车的里程焦虑却从未减弱，矛盾渐显。

现阶段的解决方案就是CTC，将电芯直接集成到车身（底盘），相当于突破了电池包的概念。这时候，电池包和车身都不再是单独存在的个体，二者之间的冗余结构被再次精简，达到一种“你中有我、我中有你”的状态。

所以从概念上来讲，CTC就是一种集成度更高的技术，类似手机行业的“电池手机一体化”。用马斯克的话来讲就是，“没必要往盒子里再装一个盒子。”

怎么实现呢？其实很简单。动力电池安装于车底，冗余部分就在于电池包上壳体和车身下地板之间，将二者融为一体，就构成所谓的CTC技术。

道破天机，CTC也就比CTP再激进那么一点点，算不上颠覆。至于这一概念的缘起，至今也无从考究。

2020年9月的特斯拉电池日，马斯克用飞机油箱为例来讲述自家的CTC技术；零跑朱江明受手机电池结构创新的启发，2016年率先提出CTC概念方案；比亚迪以高强度的蜂窝铝板结构为灵感，2022年5月20日随海豹（参数丨图片）预售一同发布，叫CTB。

该说不说的，大家好像都是第一？

接上文所述，CTC的本质就是将电池包上壳体和车身下地板合二为一，概念上好理解，但操作起来并不容易。

难点之一在于密封。CTP时代，电池包和车身各自形成密封结构，二者之间通过机械连接即可满足要求。CTC时代，电池包和车身相互融合，需要二者互相配合才能满足密封要求。

现阶段解决方案有二。其一是将二合一面板集成于电池包，用电池包上壳体代替一部分车身下地板的结构，优先满足电池的密封要求，再通过电池包上壳体密封车身。

其二是将二合一面板集成于车身，用车身下地板来代替原有的电池包上壳体，首先满足车身密封要求，再通过车身下地板密封电池包。

特斯拉和比亚迪都采用了方案一。优点是电池包本身的性能可以满足，另外电池包与车身的密封相对简单，被认为风险可控；缺点是电池包上壳体形状受到一定限制，理论上效率提升不够极致。

二者之间对比，特斯拉的方案要比比亚迪更加极致。比亚迪在车身结构上保留了安装座椅的横梁，而特斯拉取消了该横梁，直接将座椅安装于电池包壳体之上。

零跑选择了方案二。理论上在整体层面可以获得更加极致的效率和性能，但电池包结构被拆散，用车身下地板密封电池包较难实现，增加了安全隐患、降低了生产节拍。

不过严格来讲，零跑的“CTC”并不属于真正意义上的CTC，其电池内部依旧保留了模组结构，更准确的称呼应该是MTC（Module to Chassis），技术难度并没有想象中那么高。

尚未将电池内部空间利用到极致，零跑所谓的“CTC”不免有点抢占概念之嫌。

上图为特斯拉CTC技术+4680电池

上图为比亚迪CTB技术

除密封要求之外，CTC技术的难点还在于电池强度设计和冷却方案布置等多方面。以特斯拉和比亚迪来看，为保证强度，用结构胶作为电芯和箱体的连接方案；另外由于布置空间受限，用水冷板作为电池包冷却结构。

CTC的精髓在于集成，采用一体化设计之后，同时也相当于摒弃了“换电”方案。不论是单个电芯还是整个电池包，维修、更换的便利性和成本都受到很大影响。再进一步，维修成本上升导致保费上升；电池SOH下降但无法换电导致保值率下降。

以上种种，都需要在使用过程中进一步求证。没出问题不代表没有问题，出问题之前也没人知道会不会出问题，出问题可能需要一定时间而现在连实车都没有。

或许，我们也可以相信厂家已经解决了CTC技术全生命周期可能会遇到的各种问题？毕竟从现阶段官方的宣传口径来看，该技术带来的效果立竿见影。

采用CTC技术+4680电芯和一体式压铸前/后车身地板的Model Y，车身重量减少10%，续航提升14%，整车零部件减少370个，单位成本下降7%。

零跑C11在CTC技术加持下，整车重量降低15kg，车身扭转刚度提升25%，车身垂直空间增加10mm，电池布置空间增加14.5%，续航提升10%，整车零部件减少20%，结构件成本降低15%。

基于CTB技术，比亚迪海豹动力电池的系统体积利用率提升至66%，系统能量密度提升了10%，车身扭转刚度达到40500Nm/°，在保证车内高度的情况下，车身高度降低10mm。

一通宣传猛如虎，总结下来也不外乎三个优势：

其一是空间利用率的提高。以比亚迪海豹和零跑C11为例，车辆Z向（高度方向）空间均增加10mm。多出来的空间可以给乘员舱或电池包或离地间隙，当然也可以各部分都分一点，给电池包的话，就可以提升能量密度进而提升续航里程。

其二是结构件数量的减少。一方面可以减少零件成本和工时成本，另一方面还可以降低整车质量，进而提升续航里程。

其三是车身刚度的增强。电池包乃至电芯都作为结构件参与受力，车辆的安全性、操控性、NVH性能都会得到相应提升。

是不是真的厉害？理论上讲是没有问题的，但CTC作为一项底层技术而汽车作为一个复杂整体，经过层层堆叠之后，很难切实感受到该技术带来的量化提升。

你可以说CTC好，也可以说车好，但很难说搭载了CTC技术的车就一定好，更不能有意规避其背后潜藏的不足。换言之，CTC是否值得被大肆宣扬？

诚然，技术进步有舍有得，最终能否成功，往往是舍和得之间的博弈，在矛盾中抓关键，在对立中找平衡。我们承认CTC技术的广阔前景，我们歌颂先驱们带来的技术进步，是舍还是得？只能交给时间和市场去验证。

只是，舍得之间应该公平公正，不能为了得，就避重就轻地将其粉饰成解决一切难题的利器。

特斯拉用CTC，一方面基于自有的电芯及强大的三电系统和整合能力，另一方面也基于单一车型（Model Y）的火爆销量。因为CTC倾向于标准化定制，一定程度上丧失了车身设计的灵活性，不利于平台化的多车型布局。

比亚迪用CTB，同样基于自身从电芯、电控、电池到整车的全域自研能力。海豹能不能成为单一的爆款车型？从预售情况来看，有潜力。

曾毓群曾说：“CTC电池技术将使新能源车成本直接和燃油车竞争。”但宁德时代在大力发展CTC的同时，也不曾放弃换电方案。

除此之外还有Canoo、悠跑科技、LG、大众、沃尔沃等公司都在布局该技术，不论主机厂还是电池商，布局与否都有其考量所在。但就现在来看，不乏一些偷换概念的主儿，为了CTC而CTC？