動力電池包技術：從CTP到CTC

北京時間2022年3月22日晚23點，特斯拉德國柏林超級工廠舉行開工儀式。作為特斯拉在歐洲的第一座工廠，柏林工廠除了加快特斯拉在歐洲的訂單交付步伐，更重要地，馬斯克奉行的“第一性原理”將再次在生產端得以實踐--前后一體壓鑄式車身工藝、4680電池和CTC電池車身一體化技術。

其中，被外界視為技術變革又一風口的CTC電池車身一體化技術也在柏林產Model Y和比亞迪海豹、零跑C01的漸次曝光中，得到更大范圍的關注。

在搞明白CTC技術之前，我們先來了解一下什么是CTP技術，以及他們之間的聯系。

CTP技術

CTP技術全稱為Cell To Pack，通過取消模組設計，直接將電芯集成為電池包，電池包又作為整車結構件的一部分集成到車身地板上。

這種方式減少了模組本身的側板、端板（模組結構件）和原本用于分隔模組以及幫助模組連接的橫梁、縱梁（電池包裝配支撐結構）等材料，整個電池結構極大簡化，利用空間得到釋放，同等尺寸的電池包容量得以擴展、電池組質量得以減輕，由此帶來電池能量密度的提高和成本的降低。

CTP技術現有兩種不同的路線。一是徹底取消模組的方案，以比亞迪刀片電池為代表；二是小模組整合為大模組的方案，以寧德時代CTP技術為代表。

比亞迪刀片電池 vs 寧德時代CTP（圖片來源：企業專利）

2019年9月，寧德時代全球首款CTP電池包量產下線，搭載于北汽EU5車型。較傳統電池包，其CTP電池包體積利用率提高了15%-20%，電池包零部件數量減少40%，生產效率提升了50%，能量密度可達到200Wh/kg以上。 

比亞迪緊隨其后，于2020年3月發布其創新技術刀片電池。簡單而言，將電芯寬度無限拉長，厚度做薄，實現900mm甚至快1m的超長電芯，與傳統方形電池相比，呈現“扁平”和“長條”形狀。 

兩大頭部動力電池大力推動下，CTP技術經過2020年的小規模試水，到2021年，已在多款爆款新能源乘用車上成熟應用，實現規模生產。在此背景下，2022年，將開啟CTP電池規模應用元年。 

一方面，2021年以來，寧德時代CTP電池包相繼在特斯拉Model 3、Model Y、小鵬P7、蔚來ES6等高性價比爆款車型規模導入。此前公開宣布搭載CTP電池的蔚來ET7也將于本月底開啟交付。 

另一方面，比亞迪亦明確宣布旗下全系車型搭載刀片電池。2021年比亞迪乘用車銷售近60萬輛，2022年計劃推出不少于20款新車，包括漢DM-i、秦Plus DM-i、宋MAX DM-i等爆款車型的DMi版本。 

與此同時，蜂巢能源推出的短刀電池，同樣也將會以CTP的形式實現配套，目前已經確定搭載在歐拉車型上。 

除方形CTP電池外，包括捷威動力遠景動力等軟包電池企業也在積極探索CTP方案。其中，捷威動力基于軟包大模組概念推出的積木電池技術已成熟，送樣國際車企，國內規模推廣在即；遠景動力軟包CTP同等空間內電池容量將增加一倍，續航延長至1000km，預計2024年量產。

CTC技術

CTC技術全稱為Cell to Chassis，寧德時代董事長曾毓群之前在中國汽車藍皮書論壇上是這樣介紹它的：“此技術將電芯和底盤集成一起，再把電機、電控、整車高壓如DC/DC、OBC等通過創新的架構集成在一起，并通過智能化動力域控制器優化動力分配和降低能耗。CTC將使新能源汽車成本可以直接和燃油車競爭，乘坐空間更大，底盤通過性變好。”

CTC在某種意義上可理解為CTP的進一步延伸，其核心在于省去模組、打包過程，將電芯直接集成到汽車底盤上，實現更高程度集成化。

傳統技術 vs CTP vs CTC（圖片來源：電動勢）

但是，CTC又非CTP的簡單延伸。CTP并沒有突破PACK本身，電池企業/專業PACK企業可以獨立完成開發，技術并沒有延伸至下游。而CTC的出現，將突破PACK的限制，直接涉及到汽車底盤，這是整車最為關鍵的核心部件，是整車廠商經歷長期發展所積累的核心優勢所在，是電池企業/專業PACK企業難以獨立開發的。

縱觀國內外所有潛在玩家，目前最接近量產的依舊是“先驅者”特斯拉。

特斯拉去年在柏林工廠舉辦的Giga Fest活動中，展示了4680 Structural Battery（CTC）方案--4680電池包取消了模組設計，電芯密集排布在車輛底盤中，電池上蓋肩負密封電池與車身地板兩項功能，座椅則可直接裝在電池包上。

特斯拉CTC（圖片來源：牛車網）

寧德時代正在加快CTC的研發攻關，并宣布計劃于2025年左右推出自己的CTC方案，并有望于2028年升級為下一代智能化CTC。

比亞迪只是在非官方口徑中，不經意透露海豹將搭載CTC技術。而此前e平臺3.0發布的重要時刻，也僅僅是將這一點用“電池車身一體化”一筆帶過。

就目前來看，零跑汽車有望成為國內廠商中最先吃到螃蟹的廠商。2022年2月25日，零跑汽車正式發布了一款全新汽車--零跑C01的預告圖。動力系統方面，零跑C01將成為首款搭載CTC電池技術的量產車型，將于2022年第二季度正式發布。

目前電動汽車最重要的技術指標，也是消費者關注度高的，是汽車的續航里程，而對續航里程最直接的影響就是電池電量，因此增加電池電量就成為增加汽車續航里程的最有效方案。為了實現更高的電量，電池的集成趨勢已經由小模組發展為大模組、超長模組，甚至無模組方案，這種方式已經在一定程度上提升了空間利用率，增加了電量。但是為了追求更苛刻的需求，所以提出結構化電池的概念，讓電池本身成為車身的一部分（類似現代民航飛機將整個機翼作為油箱的思路），也就是CTC，也稱為電池車身一體化。

CTC技術是目前純電動車電池與整車集成的發展趨勢，然而要推廣CTC并非易事。特斯拉CTC技術的公開展示為行業內CTC發展指引了方向，或將迫使電池廠商加快CTC研發和落地進度。目前，寧德時代正在大力招聘汽車底盤技術相關的人才，這可能與其CTC布局有關；國軒高科也與車企討論過CTC方案，認為這在有限的范圍內可行，但目前還沒有布局；蜂巢能源表示，從技術上來看CTC完全可以實現，但目前重心仍然在CTP上。電池企業缺乏對車輛底盤的開發經驗和技術積累，雖然在CTC上有構想，但若想在底盤技術上有所突破還需要較長時間的積累。

參考資料：

電動邦、高工鋰電、電動勢、國海證券、未來智庫

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