20万的电动车,快要卷到“底”了

总部位于浙江的零跑汽车这几天办了场发布会。
0万的电动车,快要卷到“底”了"

大多数人的关注点都在他们的第一款中大型轿车 C01 上。不过,零跑这次发布的重点并不是 C01 本身,而是这款车上首次运用的一种新型结构设计——电池底盘一体化。
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去年七月刚公布这种设计方案时,零跑称之为“CBC”;今年在 C01 上,他们换回了这种技术更广为人知的叫法——CTC,全称 Cell to Chassis。同样在 2021 年,比亚迪在发布 e 平台 3.0 时也表示,新平台将支持 CTC 车身设计。如果我们再往前看,2020 年九月“电池日”活动中,特斯拉发布了结构电池设计,第一次将 CTC 这个名词带到公众眼前。
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如果一切进展顺利,它们将成为地球上前三个量产 CTC 电动车的企业;也有一些传统或新势力车企正在向 CTC 方向加大投入。这些电动车真就卷到“底”了,底盘的底。
在零跑官方的 PPT 中,启发零跑研究 CTC 技术的“缪斯”是电池集成、不可拆卸充电的智能手机,不过这种描述用在 CTC 上还不是特别准确。毕竟,手机电池虽然无法(轻易)拆卸,可电池不像中框和背板,它不是机身的受力部件。
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要说最贴切的形容还得是特斯拉,这张飞机机翼剖面图形象地说明了 CTC 设计的精髓。现代飞机充分利用机翼空间储存燃油,除了增大了载油量和航程之外,也利用油箱的结构参与机翼受力,从而减少了机翼所需的额外支撑结构,减轻了重量。
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但是,飞机的设计思路能不能直接套用到汽车上呢?插个题外话,我要向大家介绍一个没法合法上路的家伙。
它叫 919 Hybrid,是保时捷制造的 LMP1-H 组赛车,LM 指法国地名 Le Mans,也就是举办“勒芒 24 小时耐力赛”的地方;P 是 Prototype,原型之意;H 则是 Hybrid,混合动力。如果前面这段太长,大家知道它连续拿了三届勒芒 24 小时耐力赛冠军就好。
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这是它的结构图,黑色部分是它的“骨头”,用碳纤维制成的车身。大家会发现,这辆车的两个前轮是直接连在车身上的,但后轮不是。后轮受到的力经过后悬架的传导,再经过变速箱、发动机,并由发动机传导给车身。发动机和变速箱除了提供、传递动力,也是车身受力的部件之一。实际上,将动力部件同时作为受力部件这种一鱼两吃的做法,赛车界已经用了很多年。
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飞机和赛车上的工程实践表明,将储能/动力的部件同时作为结构件,满足机身/车身的刚度要求并不是问题。电动车的电池包正好是车上刚度最高的部件,这种额外压力对电池而言是小意思。
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或许这样的形容会更为贴切:CTC 车身就是将智能手机的背板,甚至中框直接做成电池。这个“背板电池”、“中框电池”承受手机平时的各种受力,摄像头模组、处理器和散热元件都直接装在电池上,留给电池的空间就会变得更大。
已接近量产的 CTC 方案,基本都将电池包的上盖板与车身的地板融为一体。根据零跑的数据,使用 CTC 车身设计后,C01 的电池布置空间提升了 14.5%,车身垂直空间则增加了 10mm,可用于电池或乘客舱。同时,车身抗扭转刚度提升 25%,达到 33897Nm/deg,车身的轻量化系数也提升了 20%。
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比亚迪中型 B 级平台同样采用 CTC 设计,基于这个设计的中型轿车能做到 40000Nm/deg 的抗扭转刚度,基本可以看作海豹的参数。这个数字是什么概念?同级别的豪华品牌燃油车,抗扭转刚度基本在 30000-36000Nm/deg 的范围;40000Nm/deg 则是高性能版才会达到的。
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电动车头部企业特斯拉的路线图更为激进。CTC 结构+4680 电池将成为特斯拉整车的“主心骨”,前后两个超大压铸部件通过螺栓固定在电池上。除了前面提升车身刚度、增加电池/车内空间的优点,特斯拉还希望这种结构进一步降低车辆制造成本、提升生产效率,将特斯拉一款车造十几年的优势发挥到最大。龙头的选择会影响整个行业,类似的车身长周期、产品线简化策略会出现在更多车企中。
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电动车技术的发展,毫无疑问会冲击、颠覆燃油车时代某些参数的价值。就像电机出现之后动力参数“贬值”一样,大功率电机的成本、体积增加并不明显,动力做大的成本不高。电动时代,百公里加速 3.X、4.X 的车司空见惯。
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即将进入市场的 CTC 结构,也是如此。这种兼顾乘客与电池空间,充分利用电池的高刚度特性的车身结构,让电动车的刚度提升比同尺寸燃油车更容易;零件减少与生产简化,又让电动车价格更亲民,消费者更容易接触到新技术带来的甜头。
朋友们,电动时代的意义就在这里了。

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