上海市燃料电池汽车商业化促进中心副主任委员苗文泉。
1.CTC技术概述
传统电动汽车通常将电芯组装成模块，将模块安装在电池组（pack）中，形成电芯-模型快速电池组的首创组装模式。 CTC（Cell to Chassis），顾名思义，就是将电芯直接集成到车辆底盘中，没有传统意义上的“独立电池组”实体，也没有相应的测试标准来评估CTC技术的安全性，存在一定的标准盲点。
1.1CTC技术定义。
随着新能源汽车结构设计的优化和电池技术的提高，电池与整车企业互动合作，电池企业优化电芯结构，开发能量和体积功率密度更高的电芯; 为了优化整车布局和轻量化，提高整体安全性，整车企业研发出无“电池箱”的底盘结构，逐步推动了电动汽车电池布局的革命性改进。 在车辆轻量化和全面提高安全性的需要的驱动下，在电池布局区域周围去除了模块等中间结构，优化了附件系统的布局，从而节省了空间，安装了更多的电芯，从而提供了提高车辆续航里程的可能性。 基于底盘结构的一体化设计，采用大量高强度钢构建电池的防护结构体系，不仅降低了整车的制造成本，而且提高了电池部件的抗冲击性。
1.2CTC技术特点：
CTC技术最大的技术特点是电池系统的集成和电池仓的高强度。
传统上，电动汽车电池在汽车上的主流步骤是：将电池组装成模块，将模块安装在电池箱中，管理系统匹配，形成电池-模块-电池组组装模式。 随着电池的大规模化和整车的一体化设计，逐步迭代到CTP（电芯到电池组）、CTB（电芯到车身）和CTC阶段。 在纯电动汽车的非换电模式下，基于规模成本和安全性的优势，CTC技术将有更大的发展。 CTC将电池与下托盘集成，然后与车身集成，车身地板直接充当电池组的上壳。
表1 电动汽车动力电池的组合方式。
1）整合。
采用CTC方法后，电池组不再是独立的组装，而是作为车身的一部分集成在一起，优化了产品设计和生产工艺，减少了车辆零件的数量，特别是减少了电池内部结构件和连接器，具有轻量化的先天优势，最大限度地利用了空间， 并为增加电池数量和提高续航里程提供了空间。在电化学系统本身的技术不变的情况下，可以通过增加电池数量来增加续航里程。
2）电池仓强度高。
由于一体化设计，原本不可能在独立电池箱结构中使用的高强度钢被广泛用作底盘结构件，鉴于它还承担了电池保护壳的作用，客观上使电池的抗冲击和入侵能力迅速提高， 并带来车身扭转刚度的显著增加，提高了整车的行驶性能。
2.趋势
从技术发展来看，CTC技术是未来电动汽车电池布局的发展方向。 国内外越来越多的企业正在研发、布局和应用CTC技术。 特斯拉率先布局CTC技术开发，零跑汽车是国内率先实现CTC技术量产的公司。 中国许多企业已将CTC技术纳入其研发计划。
在电芯层面，CTC技术可以采用多功能弹性夹层结构、大面积水冷技术，叠加一体化开发带来的电池包底部的抗冲击空间再利用技术，兼顾群体效率、散热和安全性，从电芯优化和整车结构保护两个维度推动CTC技术的应用。 在整车集成化开发层面，电芯直接集成到底盘中，无需模块和电池组。 实现大型三电系统（电机、电控、电池）、小型三电系统（DC、OBC、PDU）、底盘系统（传动系统、驱动系统、转向系统、制动系统）及自动驾驶相关模块的集成，通过智能功率域控制器优化配电，降低能耗。 这种一体化开发模式可以使车辆行驶里程超过1000公里，每百公里的功耗可以降低到12度以下。 与该系统相匹配的一体化智能底盘技术预计将于2024年底推出。 预计2028年前后，完成下一代智能CTC电动底盘系统技术开发，确立在中国电动汽车领域的整体技术领先地位。
比亚迪的部分车型，如海豹系列，采用了CTB技术路线，保留了电池仓的完整性，取消了车身地板。 比亚迪在地板上保留了部分横梁，电池上盖与门槛和前后横梁形成的平坦密封面采用密封胶密封，底部通过安装点与车身组装。 这样就可以满足电池本身的密封和防水要求，电池和成员舱的密封比较简单，风险可控。
2020 年 9 月，特斯拉在电池日推出了其 CTC 技术。 将电芯或模块安装在机身上，连接车身前后铸件，并用电池盖更换驾驶舱地板。
零跑量产的C01车型均搭载CTC电池-底盘一体化技术，融合领先的电池系统热失控控制解决方案和大数据AI智能电池管理系统，具有高集成度、高安全性、高智能的特点。 未来，零跑汽车的所有**纯电动车型也将配备CTC技术。
目前，对于行业来说，CTC技术的落地势必会带动电池与车身一体化的产业趋势，电池与底盘一体化技术必然会向外延伸，促进电池厂与主机厂之间更深入的互动与合作，加强整车在设计匹配中的话语权，引导市场健康发展。
3.首批汽车安全沙箱监管试点申报
2023年11月10日，国家市场监督管理总局质量发展局发布《关于确定第一批汽车安全沙箱监管试点名单的通知》，入选浙江零跑电机科技股份有限公司应用的无电池CTC电池底盘体集成技术。
零跑创新性地应用CTC双骨架环形梁结构，将电池骨架结构和机体结构合二为一，既是机身结构又是电池结构，整体结构效率更高。 通过车身设计实现电池密封，CTC技术借鉴现有基本结构，利用车身纵梁和横梁形成完整的密封结构，是传统汽车相比的一大创新。
图1 CTC双骨架环形梁结构及一体式底盘结构。
零跑C01-CTC解决方案是典型的电池与车辆一体化开发模式，在总体布局和安全监控上理顺了电池与车辆的技术节点，为电池全生命周期的安全监控提供了技术基础。 与传统电池组方案相比，CTC方案减少了20%的组件数量，增加了14个电池布局空间5%，结构效率更高; 通过大量采用高强度钢（抗拉强度超过1500MPa），使车辆的结构强度更高，车辆的扭转刚度提高25%。
零跑电机基于C01-CTC技术，研发了行业领先的基于BMS和云平台，线上线下相结合的AI裸金属服务器大数据智能电池管理系统。 针对动力电池热失控的随机性，应用智能传感器互联的云预警技术，以全天候多场景预警为目标，将特征识别的热失控智能算法与云智能诊断和云互联的预警技术相结合，打通用户与整车的互联互通， 为热失控风险的实时识别和反馈以及热失控预警的实现奠定了基础。
4.总结
由于没有传统的电池包，以GB 38031《电动汽车动力电池安全要求》为核心构建的产品认证体系，响应CTC技术中的标准盲点。 目前，新能源汽车产品认证检验时，需要使用完整、独立的电池组进行防水防尘试验、振动、挤压、盐雾试验等环境可靠性和结构强度试验，并进行能量密度等性能评价，导致产品认证中规定的试验和评价方法与实际应用存在较大差异以综合方式开发的CTC技术方案，将影响评估的有效性和准确性。汽车安全沙箱监管试点项目将开展电池包热失控试验、恶劣路况试验、整车专用综合耐久可靠性试验等一系列试验，深度测试电池系统与车身底盘集成后的绝缘性、气密性和综合耐久性可靠性，有利于进一步提高CTC技术的安全性，为制定和提供支撑。修订相关技术标准。
*：中国汽车报。