比亞迪再放大招,CTB技術(shù)為行業(yè)帶來了哪些思考?

“先知三日,富貴十年”,說的是如果一個(gè)人能提前知道三日之事,就會(huì)有十年的富貴,當(dāng)然這是一種比喻,聚焦點(diǎn)是前瞻性、洞察力和居安思危的意識(shí)。
同理,汽車領(lǐng)域人們常說“生產(chǎn)一代、研發(fā)一代、儲(chǔ)備一代”,闡述的是理念、技術(shù)先進(jìn)性和產(chǎn)業(yè)長遠(yuǎn)規(guī)劃,具備這種素質(zhì)的車企大多會(huì)勇立潮頭、引領(lǐng)汽車發(fā)展方向,反之則可能成為過眼云煙。
眼下的汽車行業(yè)正在經(jīng)歷一場(chǎng)大變革—電動(dòng)化,在品牌層面,中國汽車品牌早早地站在了世界舞臺(tái)中央,其中最具代表性的品牌莫過于比亞迪。
繼推出刀片電池、e平臺(tái)3.0等“王炸”技術(shù)之后,近日比亞迪再度發(fā)布電池車身一體化CTB(Cell to Body)技術(shù)。那么什么是CTB技術(shù),核心優(yōu)勢(shì)是什么,對(duì)行業(yè)又有哪些啟發(fā)呢?下面我們一同解析。

▍CTB:從底層思考迭代
我們先來思考一個(gè)問題:動(dòng)力電池是純電動(dòng)汽車的核心之一,而動(dòng)力電池包是如何裝到汽車上的?
以往,電池包是由電芯組成模組,再由模組形成電池包,形成“電芯(Cell)——模組(Module)——電池包(Pack)”的三級(jí)裝配模式,這種結(jié)構(gòu)電池內(nèi)部空間利用率比較低,體積比能量密度越來越不能滿足用戶需求,于是工程師們就開始絞盡腦汁優(yōu)化這一結(jié)構(gòu)。
這就有了CTP(Cell to Pack)技術(shù)。它是一種由電芯直接匯集而成的電池包,取消了模組,優(yōu)點(diǎn)是可以提高電池內(nèi)部空間利用率和體積比能量密度。
那么,還有沒有比CTP更先進(jìn)的技術(shù)?答案是有的,比亞迪近日發(fā)布的CTB技術(shù)就是其一。

CTB技術(shù)十分大膽,在CTP的基礎(chǔ)上,CTB把車身與電池系統(tǒng)進(jìn)行高度融合,將電池上蓋與車身合二為一,從CTP的電池三明治結(jié)構(gòu),進(jìn)化為CTB的整車三明治結(jié)構(gòu),這種融合簡化了車身結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝,絕對(duì)算是對(duì)傳統(tǒng)車身設(shè)計(jì)的一次顛覆性變革。
2020年比亞迪發(fā)布了與CTP類似的“刀片電池”,首次將電池系統(tǒng)體積利用率提高到了50%以上,此次CTB的發(fā)布,電池系統(tǒng)體積的利用率還將進(jìn)一步提升。
當(dāng)然,如此一來動(dòng)力電池系統(tǒng)既是能量體,也是結(jié)構(gòu)件。
先來看一個(gè)有意思的現(xiàn)象——蜂窩結(jié)構(gòu),它是覆蓋二維平面的最佳拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。蜂窩結(jié)構(gòu)的靈感來自蜂巢,這種結(jié)構(gòu)的核心優(yōu)勢(shì)是優(yōu)秀的幾何力學(xué)性能,因此在材料學(xué)科有廣泛應(yīng)用。

如果將刀片電池排列成類似蜂窩的結(jié)構(gòu)呢?比亞迪工程師從中獲得了靈感,一排排的刀片電芯組成的結(jié)構(gòu)就如同蜂窩芯,通過上蓋板和底板組成類蜂窩結(jié)構(gòu),這讓CTB刀片電池包的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得到了突破,能夠順利通過50噸重卡碾壓的極端測(cè)試。

反映在數(shù)據(jù)上,CTB技術(shù)將整車扭轉(zhuǎn)剛度提升了一倍,搭載CTB技術(shù)的純電動(dòng)車型,車身扭轉(zhuǎn)剛度可以輕松超過40000N·m/°,首款搭載CTB技術(shù)的車型——海豹的整車扭轉(zhuǎn)剛度達(dá)到了40500N·m/°,與百萬級(jí)豪車的數(shù)據(jù)不相上下,刷新了不少人的。此外,搭載CTB技術(shù)的e平臺(tái)3.0車型,正碰結(jié)構(gòu)安全提升50%,側(cè)碰結(jié)構(gòu)安全提升45%,滿足超高安全標(biāo)準(zhǔn)。

車身扭轉(zhuǎn)剛度大幅攀升意味著車輛在各種工況下,形變量更小,車體響應(yīng)更快,高速過彎車身姿態(tài)穩(wěn)定,操控上限更高,這為車輛的操控性能無形中加分不少。
在影響車輛操控的直接因素方面,比亞迪e平臺(tái)3.0中型平臺(tái)純電動(dòng)車型采用前雙叉臂+后五連桿的懸架組合,在橫向、縱向、垂向三個(gè)方向的車輛性能明顯提升,操控性能更好,縱向抗俯仰能力優(yōu)秀,垂向懸架摩擦力更低。要知道這種結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)燃油車上大多只出現(xiàn)在豪華車或性能車上,兼顧舒適性和操控性。

同時(shí),由于CTB刀片電池包有著均衡的質(zhì)心,可以做到整車50:50軸荷,為優(yōu)秀操控提供了先天優(yōu)勢(shì),車輛的穩(wěn)定性好、慣量低、響應(yīng)跟隨快,低趴的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)很有戰(zhàn)斗氣息,這些都完全有別于傳統(tǒng)前驅(qū)車因?yàn)橐嬖谇安慷鴮?dǎo)致“頭重腳輕”的先天缺陷。
更為吸引眼球的是,基于e平臺(tái)3.0的四驅(qū)車型采用了全新的高效四驅(qū)架構(gòu)——前驅(qū)采用交流異步電機(jī),后驅(qū)采用永磁同步電機(jī)。這種結(jié)構(gòu)的好處是,前驅(qū)感應(yīng)異步電機(jī)擁有空載損耗低的特性,可以降低整車能耗,后驅(qū)永磁同步電機(jī)又擁有瞬間爆發(fā)力,能提供充沛的動(dòng)力儲(chǔ)備,一前一后組成了一個(gè)高效的四驅(qū)動(dòng)力單元。
在實(shí)戰(zhàn)方面,e平臺(tái)3.0中型平臺(tái)首款車——海豹的麋鹿測(cè)試最高通過車速為83.5km/h,單移線測(cè)試通過車速133km/h,穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)最大橫向穩(wěn)定加速度1.05g,這些數(shù)據(jù)單獨(dú)拿出一項(xiàng)都是非常亮眼的,綜合到一起妥妥的跑車級(jí)水準(zhǔn)。

在豪華車上才有的舒適感方面,e平臺(tái)3.0中型平臺(tái)產(chǎn)品的表現(xiàn)也絲毫不落下風(fēng)。
這是因?yàn)楸葋喌螩TB技術(shù)將車身地板與電池上蓋板已經(jīng)合二為一,這樣有效抑制了車身結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)模式下引發(fā)的多余振動(dòng),提升車輛NVH水平。這方面也有數(shù)據(jù)支撐,比如相較于CTP方案,比亞迪CTB可以使振動(dòng)速率和振幅降低90%,路噪降低1.5dB。首次搭載CTB技術(shù)的海豹在通過減速帶、顛簸壞路等路況時(shí),表現(xiàn)自如,平穩(wěn)舒適。
比亞迪CTB技術(shù)帶來的另一項(xiàng)改變?cè)谡囷L(fēng)阻系數(shù)上。也許有人會(huì)有疑問,CTB是電池包技術(shù),為何會(huì)對(duì)整車風(fēng)阻產(chǎn)生影響?原因在于CTB技術(shù)對(duì)車身姿態(tài)和底盤平整度的改變。
我們知道,汽車風(fēng)阻系數(shù)越小,車輛受到的空氣阻力就越小,相應(yīng)的能耗也就越低,噪音更小。在CTB的加持下,車輛底盤實(shí)現(xiàn)了全平設(shè)計(jì),同時(shí)純電專屬平臺(tái)縮短了前艙體積,車輛造型更低趴,使得e平臺(tái)3.0車型的風(fēng)阻系數(shù)可以低至0.21。
有數(shù)據(jù)表明,風(fēng)阻系數(shù)每降低0.01,純電動(dòng)車的續(xù)航將增加8公里,因此車輛風(fēng)阻系數(shù)對(duì)于純電動(dòng)車輛極為重要,資料顯示,海豹的風(fēng)阻系數(shù)就低至了0.219,表現(xiàn)非常給力。

▍技術(shù),扛下了所有
回顧比亞迪兩年的發(fā)展歷程,可以用“多點(diǎn)綻放、全面開花”來形容。
2020年,比亞迪正式推出具有劃時(shí)代意義的“刀片電池”,挑戰(zhàn)了極端強(qiáng)度測(cè)試,通過了業(yè)界標(biāo)桿性的針刺試驗(yàn),成為安全領(lǐng)域行業(yè)新標(biāo)桿;2021年伊始,比亞迪接著放大招——DM-i超級(jí)混動(dòng)全球首發(fā),憑借以電為主、超低定價(jià)、超高燃油經(jīng)濟(jì)性,DM-i直接與普通燃油車開戰(zhàn),迅速成為人們追捧的對(duì)象,一車難求。
到了去年下半年,比亞迪在深圳總部正式發(fā)布純電專屬平臺(tái)e平臺(tái)3.0,將電動(dòng)汽車帶到了下半場(chǎng)的角逐。往小了說,e平臺(tái)3.0是對(duì)下一代電動(dòng)車的布局,往大了說,是用實(shí)際行動(dòng)踐行國家能源安全、優(yōu)化綠色生態(tài)。不夸張地說,比亞迪已經(jīng)扛起了中國新能源汽車技術(shù)流的“半壁江山”。

再看CTB電池車身一體化技術(shù),它簡化了車身結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝,車身底板與電池上蓋板合二為一,在刀片電池本征安全的支撐下,電池安全性與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大幅提升,讓電池不再需要犧牲其他性能指標(biāo),轉(zhuǎn)而釋放了車輛性能的發(fā)揮空間。同時(shí),這也意味著車身重量將得以減輕,車輛后排垂直高度也能得到提高,后排座位更舒適??梢哉fCTB技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)車身設(shè)計(jì)的一次顛覆性變革。

從早期的CMP電池結(jié)構(gòu),到如今不少汽車品牌正在攻堅(jiān)的CTP,再到比亞迪最新發(fā)布的CTB,我們看到了動(dòng)力電池發(fā)展的迭代之路,未來動(dòng)力電池與底盤結(jié)構(gòu)進(jìn)一步融合依舊是電動(dòng)車技術(shù)發(fā)展的重要方向。
底盤作為整車最為核心的硬件之一,是汽車主機(jī)廠的“命門”,其技術(shù)也是整車廠商最核心的優(yōu)勢(shì)所在,CTB更多涉及底盤硬件的結(jié)構(gòu)技術(shù),相對(duì)來說比亞迪這樣的整車廠商更具技術(shù)優(yōu)勢(shì),擁有引領(lǐng)新能源汽車行業(yè)技術(shù)發(fā)展的核心優(yōu)勢(shì)。
當(dāng)然比亞迪如今也足夠自信,我們從海豹預(yù)售價(jià)21.28-28.98萬元率先硬剛Model 3也能看出一二,或許屬于中國汽車品牌的時(shí)空已經(jīng)來臨,未來可期。(文/騰三毛)