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【焦点热闻】技术争锋求解新能源车补能难题

2022-07-15 08:30:31来源：经济参考报

面对依然存在的里程焦虑和多元化的应用场景，业界提出了电池车身一体化与换电两大技术方向，为新能源汽车补能难题的解决增添了新思路。

电池车身一体化渐成趋势

(资料图)

随着比亚迪海豹的热销，电池车身一体化技术的热度再次被推高。

海豹是比亚迪海洋系前不久推出的重磅车型，由于首次采用了CTB（cell to body，电芯到车身）电池车身一体化技术，在安全性、操控性和舒适性上有了全面进化。

比亚迪汽车工程研究院院长廉玉波介绍说，比亚迪之前的刀片电池采用的是CTP（cell to package，电芯到电池包）方案，从下往上依次是托盘、电芯和电池上盖，但它与车身地板是分开的，现在的CTB技术则是在CTP的基础上，将电池上盖与车身地板合二为一。

而这一改进，使得比亚迪海豹的整车性能得到了大幅提升。

首先，比亚迪海豹的CTB电池车身一体化结构取消了传统CTP三层夹板，降低了车身高度，车身更为美观，风阻系数也更小，减少了车辆的能耗。

其次，电池与车身的一体化能降低钢材用量，简化了车辆的底盘结构。同时，一排排刀片电池组成的蜂窝状结构，也大幅增强了底盘强度，整车扭转刚度达到了40000牛米/度。

不仅如此，CTB电池车身一体化与比亚迪的e 3.0纯电平台组合在一起，还实现了车辆底盘的全平设计，整车前后配重比为50：50，操控性大大增强。

此外，CTB结构的最大优势在于提高了电池排列的密度，有利于从物理空间加大电池容量，从而提升了车辆的续航里程。

事实上，为了进一步减重降本，动力电池体系的结构正在不断创新，电池车身一体化渐成趋势，越来越多的车企开始发力。

今年5月初，零跑汽车宣称已经攻克CTC（Cell to Chassis，电芯到底盘）技术，并应用于C01车型上。与比亚迪的CTB不同，零跑汽车的CTC方案取消了电池包箱体和上盖，只留有下面的托盘，并和门槛、横梁紧密连接在一起，与车身电池舱形成了高刚性的腔体结构。

零跑汽车CEO朱江明表示，零跑汽车CTC技术的灵感源自手机电池结构从分离式变成机身电池一体化，而更加轻薄的结构设计能够为整车成本、续航里程、座舱空间带来相应的优化。

其实，最早布局CTC电池车身一体化的车企是特斯拉。2020年9月，特斯拉发布了4680电芯、CTC技术和一体化压铸技术，并宣称其柏林工厂将采用CTC技术生产Model Y。

在电池车身一体化技术上布局的除了车企，还有动力电池生产商。

6月23日，宁德时代正式发布了第三代CTP技术，同时宣布名为“麒麟电池”的新产品将于明年量产上市。

宁德时代的官方资料显示，跟以往全部使用电池包不同，这款电池采用了底盘封装、一体化车架等技术，以便充分利用空间提升电池密度，进而“产生超乎寻常的能效比”。体现在数据上，这款电池的体积利用率为72%，能量密度为255Wh/kg，整车续航达到了1000公里，并可支持5分钟快速热启动及10分钟完成80%电量快充。

换电模式也在加速跑

电池车身一体化技术的兴起，自然也引起了业界对换电模式的关注。

电池从可拆卸到电池车身一体化的技术迭代，意味着电池与车身从此形影不离，不再是一个独立的零件，这显然与强调“车电分离”的换电模式相背而行。

不过，在动力电池原材料成本高企且大量依赖进口的背景下，作为一种有效的补能方式，新能源车的换电赛道同样吸引了不少企业入局。

7月6日，蔚来推出了NIO Power高速换电网络建设新计划，准备在2025年建成覆盖“九纵九横十九大城市群”的高速换电网络，为车主带来更加便利的城际出行换电体验。

当日，蔚来晒出了换电业务的成绩单。最新数据显示，截至7月6日，蔚来共建设256座高速换电站，构建了“五纵三横四大城市群”的高速换电网络。其中，五纵包括G1京哈高速、G2京沪高速、G4京港澳高速、G5京昆高速、G15沈海高速；三横包括G30连霍高速、G50沪渝高速、G60沪昆高速；四大城市群分别为京津冀、长三角、大湾区、成渝城市群。

而蔚来此次提出的“九纵九横十九大城市群”高速换电网络，则是在“五纵三横四大城市群”高速换电网络的基础上，新增了G3京台高速京闵段、G6京藏高速京蒙段、G25长深高速津粤段和G45大广高速京粤段；以及关中、山东半岛、长江中游、山西中部、中原、哈长、海峡西岸、辽中南、北部湾、滇中、黔中、呼包鄂榆、天山北坡、宁夏沿黄和兰州西宁城市群。

此外，蔚来还透露，接下来将会陆续发布峰值功率500kW、峰值电流650A的液冷超级快充桩和第三代换电站等全新加电设施，并宣布向全行业开放800V高压平台电池包及配套的换电体系。

蔚来公司总裁秦力洪说，换电业务一直是蔚来新能源棋局上的重要一子，“只要蔚来这个品牌还在，换电业务就会永远干下去。”

不只是蔚来，北汽、长安、广汽埃安等车企均在发力换电模式，而背靠吉利的睿蓝汽车更是推出了激进的“All in换电”战略。

6月21日，睿蓝汽车首次对外发布了涵盖整车技术平台、换电补能平台以及大数据云平台的新一代GBRC水晶架构，并计划大规模布局城市换电网络，用更低的运营成本构筑竞争力。

睿蓝汽车副总裁蔡建军表示，“睿蓝汽车不只是一个‘换电汽车’的制造商，我们还将多向发力，打通上下游产业链，构建可循环的一体化换电生态圈。”他预计，今年年底，睿蓝汽车会和生态伙伴一起完成200多座换电站的投建，并在未来3年至少推出6款覆盖全域车型的换电汽车。

值得一提的是，在大力发展电池车身一体化技术的同时，宁德时代也没有放弃换电方案。今年年初，宁德时代的全资子公司时代电服发布了换电服务品牌EVOGO乐行换电，以及标准化组合换电整体解决方案。按照规划，EVOGO将选择10个城市首批启动换电服务。

新能源车补能迎来多解时代

尽管不少新能源车型的续航里程都在500公里至800公里左右，有的甚至能达到1000公里以上，但相较燃油车而言，一些消费者仍对新能源汽车存在里程焦虑。对此，业界提出的解决方案，一是扩大电池容量，二是提升充电速度。

与此相对应的最新技术成果便是车身电池一体化技术与换电模式。

时下，在保有量增加、补贴退坡、新能源汽车提价等一系列因素的作用下，换电模式似乎成了对车企和车主双方都利好的方案之一。

对用户来说，换电模式既能缓解车主的电量焦虑，又可以避免长时间的充电等待，提升了车主的出行体验。毕竟，将一辆新能源车充满电，慢充时需要8小时至10小时，快充也需要半个小时以上，但换电模式却只需要3分钟到4分钟，这无疑大大缓和了出行与补能之间的矛盾。

而对车企来说，“车电分离”的换电模式可以降低购车成本，从而吸引用户购买提高销量。据了解，新能源汽车的整车成本有40%左右来自于动力电池，如果车企采用“车电分离”的销售模式，势必会降低消费者的购车成本。

不过，换电模式也存在一些痛点，比如各企业的电池标准、换电站标准不统一，导致厂商之间很难实现通用换电，容易造成重复建设；基于车电分离模式，动力电池的出险定损、赔付及残值交易尚无国家规范；换电站土地资源紧缺等。

“最为重要的是，目前还没有换电站能真正实现盈利。”中国汽车战略与政策研究中心主任黄永和说，成本一直是涉及换电业务企业不可避免的头等问题，只有探索出能够盈利的商业模式，才能真正推动换电模式的市场化进程。

从某种程度上来说，电池车身一体化与换电是两个极端：换电模式是把电池拆下来，而电池车身一体化却是把电池直接融合进底盘中，但这样一来，也相当于摒弃了换电方案，不论是单个电芯还是整个电池包，维修与更换的便利性和成本都会受到很大影响。

在中国电池工业协会副理事长黄学杰看来，电池车身一体化技术最大的亮点在于，在扩大电池容量的同时，还减少了零部件数量，降低了生产成本，缺点则是取消电池包设计之后，电池由之前的模块系统状变成了分散状，二次回收利用比较困难。

业界认为，目前新能源车的补能难题依然存在，而换电模式与电池车身一体化都是可供选择的解决之道。虽然换电模式与电池车身一体化技术相向而去，但并不代表这两种技术没有共存的空间，二者在市场中也不是谁替代谁的关系。恰恰相反，在生机勃勃的新能源车市场，无论是换电模式还是电池车身一体化都有着巨大的发展潜力和价值。

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