上海市燃料電池汽車商業化促進中心副主任委員苗文泉。
1.CTC技術概述
傳統電動汽車通常將電芯組裝成模組，將模組安裝在電池組（pack）中，形成電芯-模型快速電池組的首創組裝模式。 CTC（Cell to Chassis），顧名思義，就是將電芯直接整合到車輛底盤中，沒有傳統意義上的“獨立電池組”實體，也沒有相應的測試標準來評估CTC技術的安全性，存在一定的標準盲點。
1.1CTC技術定義。
隨著新能源汽車結構設計的優化和電池技術的提高，電池與整車企業互動合作，電池企業優化電芯結構，開發能量和體積功率密度更高的電芯; 為了優化整車布局和輕量化，提高整體安全性，整車企業研發出無“電池箱”的底盤結構，逐步推動了電動汽車電池布局的革命性改進。 在車輛輕量化和全面提高安全性的需要的驅動下，在電池布局區域周圍去除了模組等中間結構，優化了附件系統的布局，從而節省了空間，安裝了更多的電芯，從而提供了提高車輛續航里程的可能性。 基於底盤結構的一體化設計，採用大量高強度鋼構建電池的防護結構體系，不僅降低了整車的製造成本，而且提高了電池部件的抗衝擊性。
1.2CTC技術特點：
CTC技術最大的技術特點是電池系統的整合和電池倉的高強度。
傳統上，電動汽車電池在汽車上的主流步驟是：將電池組裝成模組，將模組安裝在電池箱中，管理系統匹配，形成電池-模組-電池組組裝模式。 隨著電池的大規模化和整車的一體化設計，逐步迭代到CTP（電芯到電池組）、CTB（電芯到車身）和CTC階段。 在純電動汽車的非換電模式下，基於規模成本和安全性的優勢，CTC技術將有更大的發展。 CTC將電池與下托盤整合，然後與車身整合，車身地板直接充當電池組的上殼。
表1 電動汽車動力電池的組合方式。
1）整合。
採用CTC方法後，電池組不再是獨立的組裝，而是作為車身的一部分整合在一起，優化了產品設計和生產工藝，減少了車輛零件的數量，特別是減少了電池內部結構件和聯結器，具有輕量化的先天優勢，最大限度地利用了空間， 並為增加電池數量和提高續航里程提供了空間。在電化學系統本身的技術不變的情況下，可以通過增加電池數量來增加續航里程。
2）電池倉強度高。
由於一體化設計，原本不可能在獨立電池箱結構中使用的高強度鋼被廣泛用作底盤結構件，鑑於它還承擔了電池保護殼的作用，客觀上使電池的抗衝擊和入侵能力迅速提高， 並帶來車身扭轉剛度的顯著增加，提高了整車的行駛效能。
2.趨勢
從技術發展來看，CTC技術是未來電動汽車電池布局的發展方向。 國內外越來越多的企業正在研發、布局和應用CTC技術。 特斯拉率先布局CTC技術開發，零跑汽車是國內率先實現CTC技術量產的公司。 中國許多企業已將CTC技術納入其研發計畫。
在電芯層面，CTC技術可以採用多功能彈性夾層結構、大面積水冷技術，疊加一體化開發帶來的電池包底部的抗衝擊空間再利用技術，兼顧群體效率、散熱和安全性，從電芯優化和整車結構保護兩個維度推動CTC技術的應用。 在整車整合化開發層面，電芯直接整合到底盤中，無需模組和電池組。 實現大型三電系統（電機、電控、電池）、小型三電系統（DC、OBC、PDU）、底盤系統（傳動系統、驅動系統、轉向系統、制動系統）及自動駕駛相關模組的整合，通過智慧型功率域控制器優化配電，降低能耗。 這種一體化開發模式可以使車輛行駛里程超過1000公里，每百公里的功耗可以降低到12度以下。 與該系統相匹配的一體化智慧型底盤技術預計將於2024年底推出。 預計2028年前後，完成下一代智慧型CTC電動底盤系統技術開發，確立在中國電動汽車領域的整體技術領先地位。
比亞迪的部分車型，如海豹系列，採用了CTB技術路線，保留了電池倉的完整性，取消了車身地板。 比亞迪在地板上保留了部分橫樑，電池上蓋與門檻和前後橫樑形成的平坦密封面採用密封膠密封，底部通過安裝點與車身組裝。 這樣就可以滿足電池本身的密封和防水要求，電池和成員艙的密封比較簡單，風險可控。
2020 年 9 月，特斯拉在電池日推出了其 CTC 技術。 將電芯或模組安裝在機身上，連線車身前後鑄件，並用電池蓋更換駕駛艙地板。
零跑量產的C01車型均搭載CTC電池-底盤一體化技術，融合領先的電池系統熱失控控制解決方案和大資料AI智慧型電池管理系統，具有高整合度、高安全性、高智慧型的特點。 未來，零跑汽車的所有**純電動車型也將配備CTC技術。
目前，對於行業來說，CTC技術的落地勢必會帶動電池與車身一體化的產業趨勢，電池與底盤一體化技術必然會向外延伸，促進電池廠與主機廠之間更深入的互動與合作，加強整車在設計匹配中的話語權，引導市場健康發展。
3.首批汽車安全沙箱監管試點申報
2023年11月10日，國家市場監督管理總局質量發展局發布《關於確定第一批汽車安全沙箱監管試點名單的通知》，入選浙江零跑電機科技股份有限公司應用的無電池CTC電池底盤體整合技術。
零跑創新性地應用CTC雙骨架環形梁結構，將電池骨架結構和機體結構合二為一，既是機身結構又是電池結構，整體結構效率更高。 通過車身設計實現電池密封，CTC技術借鑑現有基本結構，利用車身縱樑和橫樑形成完整的密封結構，是傳統汽車相比的一大創新。
圖1 CTC雙骨架環形梁結構及一體式底盤結構。
零跑C01-CTC解決方案是典型的電池與車輛一體化開發模式，在總體布局和安全監控上理順了電池與車輛的技術節點，為電池全生命週期的安全監控提供了技術基礎。 與傳統電池組方案相比，CTC方案減少了20%的元件數量，增加了14個電池布局空間5%，結構效率更高; 通過大量採用高強度鋼（抗拉強度超過1500MPa），使車輛的結構強度更高，車輛的扭轉剛度提高25%。
零跑電機基於C01-CTC技術，研發了行業領先的基於BMS和雲平台，線上線下相結合的AI裸金屬伺服器大資料智慧型電池管理系統。 針對動力電池熱失控的隨機性，應用智慧型感測器互聯的雲預警技術，以全天候多場景預警為目標，將特徵識別的熱失控智慧型演算法與雲智慧型診斷和雲互聯的預警技術相結合，打通使用者與整車的互聯互通， 為熱失控風險的實時識別和反饋以及熱失控預警的實現奠定了基礎。
4.總結
由於沒有傳統的電池包，以GB 38031《電動汽車動力電池安全要求》為核心構建的產品認證體系，響應CTC技術中的標準盲點。 目前，新能源汽車產品認證檢驗時，需要使用完整、獨立的電池組進行防水防塵試驗、振動、擠壓、鹽霧試驗等環境可靠性和結構強度試驗，並進行能量密度等效能評價，導致產品認證中規定的試驗和評價方法與實際應用存在較大差異以綜合方式開發的CTC技術方案，將影響評估的有效性和準確性。汽車安全沙箱監管試點專案將開展電池包熱失控試驗、惡劣路況試驗、整車專用綜合耐久可靠性試驗等一系列試驗，深度測試電池系統與車身底盤整合後的絕緣性、氣密性和綜合耐久性可靠性，有利於進一步提高CTC技術的安全性，為制定和提供支撐。修訂相關技術標準。
*：中國汽車報。