宁徳CTC:电芯与底盘的暗战
我们应该对技术保持谨慎,对创新保持不设限的乐观。
宁徳CTC概念
我们从下面的这张图说起。
2020年8月12日,宁徳时代掌门人Robin在中国汽车蓝皮书论坛上透露,CATL正在开发一项新技术,以进一步提高集成效率,增加电动汽车的续航里程。
这项新技术叫做CTC(Cell to Chassis),字面意思,电芯到底盘,即直接将电芯集成到整车的底盘上,无需经过模组和PACK两个层级。这是自2019年首次提出CTP后,时隔近一年,宁徳时代抛出的又一个技术理念。
是颠覆还是炒作,Robin给出了一个足够长的时间来回答“预计在2030年前推出这项技术”。
必须认识到,CTC不能简单的认为是CTP技术的延伸,二者无论在技术本身,还是商业模式,或是产业链协作的关系,都有着巨大的差异。
CTP,无论是比亚迪CTP还是宁徳时代的CTP(实际应用的更多是大模组技术),都还是限于电池包本身,技术并没有外延到第三方,也就是说电芯企业/或PACK企业,独立就可以开发完成。
而CTC则涉及到整车最为关键的核心部件-底盘,这个大块头硬件,是电芯/PACK企业无法单独胜任的,一个不同的技术领域。
宁徳时代将CTC视为提高续航里程,降低成本的重要手段,本身看起来是没有异议的。但根据目前3年内可视的技术,电芯技术进步+大模组/CTP的技术,实现800公里以上的续航已不是什么难事;
而成本方面,即使没有CTC,行业的普遍看法,在2025年前也将达到可以与燃油车(去补贴)直接PK,所以,对成本的降低力度也无需CTC 10年后的表现。显然,CTC对于宁徳时代来说,不会是简单的把电芯集成到底盘上去,这背后涉及到更长远的市场博弈。
电底盘的演变
让我们换个视角来看这个技术,从底盘的角度。与其说,将电芯集成到底盘上(电芯企业主导),到不如说在底盘上把电芯直接集成进来(底盘/车企主导)。没错,有种似曾相识的感觉,电芯企业(宁徳)又一次就主导权问题将与整车企业产生拉锯。
随着电动汽车正向开发不断向前推进,传统燃油车的底盘也在发生着变化,从最初的改装式底盘,到正向开发的电底盘,再到后面可能出现的集成式底盘(如CTC),下表摘录了近3年一些企业的底盘平台。
这些底盘的演变与发展体现在电气化时代,底盘这个燃油车时代的纯机械器件,正迎来了自己的蜕变时刻。正在从机械器件向硬件集成的方向在大步迈进,正在从一个铁器时代向硅元素时代在不断进化。可以说,电底盘是未来最具想象力的一个后发市场。
CTC的技术难点
宁徳时代所提出的CTC并不是一个新概念,在此之前,很多人已做了非常深入的研究。在上面表格的底盘中,有些就已经将这个概念付诸实践了,比如Canoo这家初创公司所开发的滑板式独立底盘(圆柱电芯,仍有模组的概念)。而大多数的底盘平台,并没有将电芯直接集成到底盘上,仍然是保留了电池系统PACK这个零部件,影响力较大的是Tesla 的S-平台,3-平台和VW的MEB平台。
那么,如果CTC有这么大的优势,为什么现在还没得到大范围的应用呢?
首先,在人的思维层面,需要一个渐进式的转变,从燃油车的底盘很难直接跨到CTC的构思上来;
其次,汽车是一个安全至上的领域,不同于一般的消费品,所以正常时候都会沿用已经经过证明的、成熟的技术,大范围的切换新技术,不现实;
再次,电芯与底盘的集成,还有很多的问题需要解决,其中一个很重要的因素就是安全。我与一位底盘的老专家聊了下这个话题,截至目前,电池(包)与底盘的关系已经至少历经了3代。
在最初的时候,例如Nissan Leaf,在发生碰撞时,人们希望电池包是不直接参与对碰撞力的传递和缓冲过程,整车要尽可能地保护电芯/模组不受到机械变形或挤压,留出足够的缓冲空间;
随后,如到了2016年Model 3,此时设计的思路上有些改变,特斯拉希望电池包本身也要参与碰撞,在Model 3上主要是电池包的纵梁,会参与来自前后方碰撞的力传递,而整车上的缓冲空间则相应被压缩,例如对比Model 3和I-PACE可以看出,Model 3电池包前端与前副车架之间几乎没有缓冲空间与结构了。
到了e-tron,电池包横梁也参与了碰撞力的传递,电池包本身与底盘在部分功能上的相互集成,则更进一步。
到了CTC,这些已有的传统设计基本要重新设计,因为电芯是直接集成在底盘上的,在碰撞中,底盘将是直接参与受力、并发生形变,电芯也将直接受致力、甚至变形,所以,如何在安全的前提下来做这个集成就显得尤为困难。
在宁徳时代之前,国内也有其他企业已经在CTC这个领域进行了尝试了布局,包括BYD,福特、捷威,苏州科尼普等。BYD在CTP的专利中也对CTC这个潜在应用进行简单阐述,但它应该还是有箱体的概念,只是'箱体直接形成在底盘上’,如下图所示,我还没有看到独立的专利来布局这个技术。
福特这个就是比较详细的设计了,是2019年最新的专利。
此外2018年捷威和苏州科尼普也就这个技术有专利布局。而韩国现代汽车,目前也正在与Canoo这家公司联合开发新的EV平台,极有可能会采用CTC技术。
就目前所了解的信息,今年至少有两家企业会有示范性的CTC产品亮相。尽管如此,宁徳时代想在CTC这个领域深耕下去,并产生成果,商业上的合作似乎看起来比技术上更难处理些。
CTC的商业模式难点
在底盘之前,PACK就是一个极为相似的例子,到底PACK应该是由电芯企业主导,还是整车企业主导,还是由专业第三方企业来主导,经过了近5年多的博弈,主动权现在已经回到了整车企业这边,PACK技术的红利已经消失,电芯企业的话语权越来越小,甚至整车企业自身都开始做超了电芯。
到了底盘上,宁徳的优势就更小了,如果说之前的PACK有很大一部分还是化学的工作,那么到了底盘上,则更多的是结构和电子电气方面的工作,这块是整车厂家一直在玩的看家本领,所以,电芯企业想在这个领域享有技术红利,是不现实的。
另外,底盘的产业关系比PACK要复杂的多。在乘用车上,底盘都是整车来主导开发的,这个不会外包给第三方,要搞CTC,电芯企业乖乖地提交一颗好电芯就可以了,其他地方不要多伸手脚;在物流车或一些专用车上,底盘可以直接外购,由第三方的底盘公司提供,这个领域电芯企业是可以做一些工作的,与底盘企业联合开发出CTC,然后供给有需求的车企。
但这里面也有个主导权问题,是底盘来主导还是电芯企业来主导;对于宁徳来说,它可能需要直接收购或控股一家底盘公司,这样工作开展才会相对顺利,否则扯皮的事情会很多,而且业务做大了,在利益面前,底盘企业切换电芯还是有很多可选对像的。
CTC,反而让我们看到了传统底盘行业的新赛道!
底盘的想象空间
所以,CTC从专用车的领域进行切入,将会是一个最佳的进入点,也是宁徳最好的合作对象。CTC给整车带来的变化不仅仅是续航里程的提高,成本的降低,而更多的是一种全新的商业模式。
在CTC的基础上,底盘可能最终集成了整车所需要的大部分硬件,与车身完全独立开来,如下图Canoo的CTC底盘与车身。
这样,整车的定制性更强,同时底盘和车身可以并行开发,大幅度的缩短开发时间,降低费用。仍以Canoo为例,在底盘平台化的基础上,根据不同的场景需求,可以最快在提供出所需要的车辆。
在Canoo这个模式下,一辆车可以分为三大部分:电底盘、车身和其他。毫无疑问,电底盘成本技术含量最大,价值也最大的部分。这之上会叠加自动驾驶,也就更具想象空间了。
这个想象空间是需要大规模集成的,就像Robin所说的,不仅是集成了电芯,把电机、电控、整车高压如DC/DC、OBC等通过创新的架构也集成在一起,这些看得见的大器件集成不是最难的,艰难之处在于电子硬件、控制领域等的集成。
不太看好宁徳的这个险棋布局, CATL想要两手抓(一手抓电芯,一手抓新赛道),两手都要硬,这其中的利益区域不单纯是技术说话。
十年,很多事情会再变的!
推荐:9月16号一个CTP技术解读直播。