電池與車身的整合技術革命 - CTP、CTC、CTB

電池包從單顆電池的外殼設計(圓柱體 vs. 長方/刀片型 vs. 軟包 )到整包與車身底盤的一體化設計,都在體積利用率的提升上費盡心思。當然,技術這件事是全盤性的考量,包括製程穩定度、安全性、維修便利性、與耐久性,在在考驗著研發人員的驗証落實度。未來哪一種整合技術是主流,或是多線併行,我想至少要等到2025年之後,才能看出個端倪。

電動車的動力來源 - 電池包,其主要的產品性能之一,就是電池容量。而電池容量除了大家所關注的電池單體的研發之外,還有其電池包整體所展現出的體積利用率(在一台車的有限空間內能容納電池單體的總顆數)。在現今的主流設計是置於車輛底盤處,包裝方式是將多顆小電池(cell)組成模組(module),再將多個模組合成電池包pack),並穿插冷卻管路、與電池管理裝置(BMS)。近年來這樣的組裝方式開始發生革命性的改變,以稱為CTP (Cell to Pack)的方式,將小電池直接組合成電池包,取消了模組包裝這一道程序,以提升底盤有限的體積利用率。接下來,電池廠與車廠協同研發,推出了將電池、底盤、下車身全部一體搭配設計的CTC (Cell to Chassis),進一步取消了電池包的程序,也再次提升了體積利用率。但就在半個月前,大陸電動車一哥比亞迪再次將技術升級到了CTB (Cell to Body) 電池車身一體化的境界,使體積利用率達到66%,相較於CTP的水準,足足增加了10%以上。CTB的優點不只如此,更因電池已成為車身結構件的一部份,因而在車體扭轉剛性、正撞與側撞安全性上,更勝燃油車一籌。依這些在純理論上的比較,看似是CTB優於CTC,而CTC又優於CTP,但還有其他非技術性的考量,可能才是決定未來電池與車身、底盤介面設計走向的最大變數

 

  • CTP是電池廠可獨立」自主研發的最大限度,無需與車廠有太多在車身底盤的介面上設計整合的工作,這也是像世界第一電池大廠寧德時代專注的項目,而並不急於就CTCCTB多所著墨。
  • CTCCTB的研發,必需與車廠共同合作推進,而這就牽涉到 「主機廠」  「協力廠」 (即使是電池大廠,之於車廠也算是協力廠)的合作關係了。無論是底盤、或是車身的設計開發,這一向都被車廠視同是一台車的傳統核心技術;現在面對到未來汽車新科技的變局,除了自產電池的比亞迪、VW全新一代SSP電動車平台、與強勢主導的Tesla 馬斯克之外,又有多少車廠願意為了提升電池包體積利用率,而分享給協力廠自己的核心技術?不過話說回來,未來的新科技時代裡,除了電池,自動駕駛系統、智能座艙功能、還有高階晶片的供貨來源,恐都難以由傳統車廠獨力完全掌握,也就是說,車廠的主導權也將逐漸被分散;所以或許在電池包設計方向這件事上,不如與電池廠合資,使其成為所謂的 “Tier 0.5”(0.5階)伙伴式協力大廠,才能解決核心技術外洩的風險。這也是車廠與科技業的界限在未來會愈來愈模糊的標準範例。