为什么电动车看上去都那么胖?( 二 )


为什么电动车看上去都那么胖?

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2018款比亚迪e6 精英版底盘
然而随着车型产品的愈发丰富,以及越来越多的用户开始认可电动汽车的产品力,庞大的电池包不能再满足用户的需求 。一方面,过大的电池包将会降低车身的最小离地间隙,导致车辆通过性的降低 。更重要的是,从侧面看起来太丑了 , 即便是在美学上造诣颇深的马自达 , 整出来的电动车CX-30 EV , 也很像一头超重到肚子快拖地的河马;
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另一方面,车辆的空间、舒适性开始和续航里程一起,成为消费者选购一款电动车的关键因素 。因此,如何对车身尺寸进行优化就成为了摆在车企台面上的问题 。其中严重影响了车辆造型和行驶品质的电池包,变成了首当其冲要解决的麻烦 。
目前,电动汽车产业链中将电池包分为三个发展阶段 。其中,由电芯——模组——PACK(即电池包)构成的层级结构被称之为1.0阶段;去掉模组或减少模组数量,由电芯直接成组构成PACK 。该结构被称之为CTP(Cell to PACK) , 当前宁德时代便在此方面进行了大资源布局;而最后则是终极方案:CTC,即Cell to Chassis,将电池直接放置在底盘上,也就是传说中的电池底盘 。
关于这项技术,全球电动汽车工业的先驱和领头羊特斯拉走过了完整的流程 。在2012年特斯拉发布首款电动轿车Model S时,车辆搭载了超过7000个18650锂电池,共分为14到16个模组 。之所以将这几千个电芯分拆为14到16个模组最终成组,核心原因有三个:
第一,彼时的电池管理系统BMS还不够先进 , 无法对逐个电芯进行充放电控制 。就像一个万人规模的大公司,领导没有经历关注到每一个员工的OKR完成情况,必须委任“部门领导” 。第二,电池热失控的问题会导致车辆起火爆炸,这项隐患至今仍然在困扰着电动汽车产业,只是在过去更加频发 。因此,汽车厂商需要对电池进行物理隔离,避免电芯火烧连营,为事故后的车上乘客赢得逃生时间 。最后 , 则是电池包内部也需要支撑结构,帮助车身抵抗垂直水平方向上的剪切力 。例如在方形电池的电池包内部 , 拥有类似“井”字型的加强筋,后者也正好可以布置在模组之间的空隙里 。

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但是,模组的存在必然挤占了电芯的空间 。按照“如无必要,勿增实体”的奥卡姆剃刀原则,车企如果要减少电池的整体体积的同时提升续航,必须要削减电池系统内的各项结构,尽可能大地提升电芯占比 。因此特斯拉在2017年开始使用能量密度更高且容量更大的21700电池作为车辆储能单元,并将模组的数量减少到了4个 。需要注意的是,这个模组数量已经接近了很多号称做出了CTP技术的电池厂商 。
最终在今年4月 , 特斯拉宣布在得州工厂下线的Model Y,开始使用由4680电池构成的能量单元,并采用CTC电池底盘的方案进行整车装配 。此时的Model Y已经采用了彻底无模组的设计,所有电池均放置在底盘上,呈蜂窝状排列并削减了垂直方向的车身结构尺寸,由电池直接在上下面板上提供力支撑,加强了在车辆面对极限驾驶时的扭转对抗能力 。
特斯拉CTC电池底盘方案带来的好处是明显的 。得州工厂生产的Model Y相比上海工厂的同车型车重降低了10%,续航里程增加了14% 。更重要的是,生产制造的单位成本降低7% , 单位投资下降了8%,工厂的生产效率也大大提升了 。

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