為什么電動車看上去都那么胖?( 二 )


為什么電動車看上去都那么胖?

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然而隨著車型產品的愈發豐富,以及越來越多的用戶開始認可電動汽車的產品力,龐大的電池包不能再滿足用戶的需求 。一方面,過大的電池包將會降低車身的最小離地間隙,導致車輛通過性的降低 。更重要的是,從側面看起來太丑了 , 即便是在美學上造詣頗深的馬自達 , 整出來的電動車CX-30 EV , 也很像一頭超重到肚子快拖地的河馬;
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另一方面,車輛的空間、舒適性開始和續航里程一起,成為消費者選購一款電動車的關鍵因素 。因此,如何對車身尺寸進行優化就成為了擺在車企臺面上的問題 。其中嚴重影響了車輛造型和行駛品質的電池包,變成了首當其沖要解決的麻煩 。
目前,電動汽車產業鏈中將電池包分為三個發展階段 。其中,由電芯——模組——PACK(即電池包)構成的層級結構被稱之為1.0階段;去掉模組或減少模組數量,由電芯直接成組構成PACK 。該結構被稱之為CTP(Cell to PACK) , 當前寧德時代便在此方面進行了大資源布局;而最后則是終極方案:CTC,即Cell to Chassis,將電池直接放置在底盤上,也就是傳說中的電池底盤 。
關于這項技術,全球電動汽車工業的先驅和領頭羊特斯拉走過了完整的流程 。在2012年特斯拉發布首款電動轎車Model S時,車輛搭載了超過7000個18650鋰電池,共分為14到16個模組 。之所以將這幾千個電芯分拆為14到16個模組最終成組,核心原因有三個:
第一,彼時的電池管理系統BMS還不夠先進 , 無法對逐個電芯進行充放電控制 。就像一個萬人規模的大公司,領導沒有經歷關注到每一個員工的OKR完成情況,必須委任“部門領導” 。第二,電池熱失控的問題會導致車輛起火爆炸,這項隱患至今仍然在困擾著電動汽車產業,只是在過去更加頻發 。因此,汽車廠商需要對電池進行物理隔離,避免電芯火燒連營,為事故后的車上乘客贏得逃生時間 。最后 , 則是電池包內部也需要支撐結構,幫助車身抵抗垂直水平方向上的剪切力 。例如在方形電池的電池包內部 , 擁有類似“井”字型的加強筋,后者也正好可以布置在模組之間的空隙里 。

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但是,模組的存在必然擠占了電芯的空間 。按照“如無必要,勿增實體”的奧卡姆剃刀原則,車企如果要減少電池的整體體積的同時提升續航,必須要削減電池系統內的各項結構,盡可能大地提升電芯占比 。因此特斯拉在2017年開始使用能量密度更高且容量更大的21700電池作為車輛儲能單元,并將模組的數量減少到了4個 。需要注意的是,這個模組數量已經接近了很多號稱做出了CTP技術的電池廠商 。
最終在今年4月 , 特斯拉宣布在得州工廠下線的Model Y,開始使用由4680電池構成的能量單元,并采用CTC電池底盤的方案進行整車裝配 。此時的Model Y已經采用了徹底無模組的設計,所有電池均放置在底盤上,呈蜂窩狀排列并削減了垂直方向的車身結構尺寸,由電池直接在上下面板上提供力支撐,加強了在車輛面對極限駕駛時的扭轉對抗能力 。
特斯拉CTC電池底盤方案帶來的好處是明顯的 。得州工廠生產的Model Y相比上海工廠的同車型車重降低了10%,續航里程增加了14% 。更重要的是,生產制造的單位成本降低7% , 單位投資下降了8%,工廠的生產效率也大大提升了 。

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