动力电池为何要摆脱“中间商”？

动力电池为何要摆脱“中间商”？

2016年，特斯拉对动力电池进行了一些调整。 它将电池组的布局改为大型垂直模块。 全车仅有四个动力电池模组，这让Model 3的电池利用率提升到了一个更高的水平。 。 谁也没想到，这一小小的调整，却成为未来电池行业的发展趋势，让CTC成为焦点。

CTC已成为电池行业不可逆转的发展趋势，无论是电池厂商还是车企都在谋划。 然而，这条路不仅难走，而且备受争议。

不久前，哪吒汽车CEO张勇在微博批评CTC。 他表示，CTC对车企降低成本有用，但对用户来说没用。 张勇还在评论中补充道，哪吒还将推出采用CTC技术的量产车。 这反映了CTC争议的焦点。 为什么车企和电池厂商要做CTC？

01 什么是CTC？

1766年，世界上第一辆汽车诞生，当时的动力是蒸汽。 在接下来的百年里，汽车以燃料和电力为动力，这三种动力长期共存。 但蒸汽动力因外燃机技术效率低而被市场淘汰，燃油动力则因石油依赖而被列入替代品名单。 在此背景下，电力成为汽车动力方式的“最优方案”。

但电有两个缺点，即电池成本太高和能量密度低。 CTC、CTP、CTB可以解决这两个问题。

在开始之前，我们先来了解一下这些英文缩写的含义。

其中“C”是“Cell”的缩写，即“电池芯”，“T”是“To”，“P”是“Pack”，即整个电池组，“C”是“”，即是底盘，“B”是“Body”，指的是车身。

从名字上不难看出，这三种解决方案都是以电池为中心，涉及到汽车的底盘和车身。 可以看出，他们的方向是结构创新而不是材料创新（动力电池的创新方向分为材料和结构）。 ）。

从结构上看，动力电池经历了多轮“进化”。 业内最早的结构是MTP（to Pack），奠定了动力电池结构的雏形，包括电芯、模组和电池组。 一个模块由多个电芯组成。 多个模块加上BMS、重量模块等部件组成电池组，然后安装在汽车上。 大众ID.3采用MTP结构电池。 其电池组由壳体、电池模块、电池控制模块和电池管理系统组成。

MTP有一个致命的缺点，那就是电池组的空间利用率极低，只有40%。 电芯对于模组的空间利用率仅为80%，模组对于电池组的空间利用率为50%。 当电池材料无法突破时，电池创新只能从结构开始。 这个时候，这个缺点就变得让车企和电池厂商难以忍受。 换句话说，哪吒去CTC是无奈之举。

然而，CTC真的对消费者毫无用处吗？ 本课题也从动力电池结构的研究开始。

我们先来看看CTC。 其设计逻辑是将电池算作车身结构的一部分。 目前有两种模式。 第一种是将电池组直接集成到底盘中，或者利用乘客舱地板作为电池组的上盖。 这是零跑走的路线。 第二个是将电池单元连接到底盘结构。 这是目前最激进的路线，采用这条路线的就是特斯拉。 两者相比，雷跑的电池组模块较多，但相同的是电池组被去掉了。

正如马斯克曾经举的一个例子，最初的飞机结构将油箱放置在机翼中，但为了更大地利用空间，我们可以将油箱拆掉，直接使用机翼来储存燃料。 将油箱移至机翼可以提高飞机内的空间利用率。 首款搭载CTC技术的车型是C01。 车身垂直空间增加10mm。 同时，电池容量空间较传统方案增加14.5%，电池寿命增加10%。

CTP和CTC的本质是一样的，都是为了简化电池结构，获得更大的空间利用率和更长的电池寿命。

CTP在MTP的基础上去掉了模组，直接将电芯做成电池组。 CTP有两个想法。 一是将电池组视为一个完整的大模块来替代多个小模块的结构，并逐步减少端板、侧板等结构件。 CATL的麒麟电池和蜂巢能源的匕首电池是该系列的代表。 另一种是直接去掉模组，利用电池本身作为坚固的结构部件。 比亚迪的刀片电池就是代表。 这条路线也被称为CTB。

以刀片电池为例。 虽然采用能量密度低于三元锂的磷酸铁锂材料，但由于集成效率可达86%以上，体积利用率提升50%以上，能量密度高于三元锂。传统的磷酸铁。 锂电池提升了9%左右，体积能量密度达到320Wh/L，已经与三元锂电池相当。

与MTP相比，这三种方案的基本逻辑是相同的，都是去除“中间人”。 对于车企来说，这可以用更低的成本推出续航不逊色于三元锂电池的车型。 三元锂电池一直应用于高端市场，这为车企打“价格战”或拓展市场空间提供了有力支撑。 同时，消费者也能买到性价比更高的汽车。​

02 CTC会是动力电池的终结吗？

如果说MTP是电池结构创新的1.0时代，那么CTC和CTP就是2.0时代。

在材料没有突破的情况下，CTC和CTP是电池行业满足市场要求的最佳手段。 不过，前面需要加上“目前”两个字。 从动力电池的发展历史来看，其革命性变化均发生在材料突破，结构创新更适合转型。

最早应用的动力电池是铅酸电池，由英国发明家托马斯·帕克于1884年设计。当时，配备铅酸电池的电动汽车续航里程约为40-65公里，最高时速约为30公里公里每小时，无法满足消费者的需求。

而且铅酸电池还具有体积大、质量高、能量密度低、功率密度低的特点。 如果想要增加电池续航时间，就只能安装更大的电池，这是不切实际的。

相比之下，燃油车虽然比电动车出现得晚，但由于汽油更实用，所以燃油车更早上街。 铅酸电池的淘汰和燃油车的超越，给动力电池行业提供了惨痛的教训，那就是一切都要以实用为先。

1997年，丰田推出配备镍氢电池的普锐斯混合动力车，为行业提供了新的方向。 不过，除了丰田之外，大多数车企使用的并不是镍氢电池，而是我们最熟悉的锂电池。

这是因为镍氢电池存在三个关键缺陷，即循环寿命低、能量密度低、充电快和低温性能差。 这三点是电动汽车补能体验的关键。 即使占一，也会严重影响体验。 锂电池在这三点上都比镍氢电池有优势，还有空间利用率和低温性能。

当然，锂电池的低温性能也不一定那么好。 搭载锂电池的电动汽车在冬季普遍会出现断电的情况，由此可见镍氢电池在低温下的性能有多么差。

从铅酸到镍氢再到锂，动力电池的进步本质上是材料的进步，因此结构创新更适合作为企业的过渡选择。

此外，即使CTC和CTP是电池行业的残局，但它们仍然需要继续“创新”，因为它们都有自己的局限性。

市场上关于CTC和CTP的局限性的传言很多。 流传最广的就是电池无法更换，维护成本高。 仔细一看，有些传言是站不住脚的。

根据多项第三方调查显示，消费者买车时考虑的首要因素是续航，而换电是目前最有效的补充能量的方式，可以减少消费者的续航焦虑。 不过，这个问题需要综合考虑。

换电池的效率确实很高。 蔚来第三代换电站仅需4分40秒即可完成换电过程，与加油体验几乎相同。 然而，换电模式需要终端进行两方面的努力。 一是汽车，以车企、电池厂为后盾；二是换电站，以车企、电池厂为后盾。 这两者都需要更大的投资。

据业内人士分析，蔚来第三代电池更换站的成本约为150万至200万元。 2023年，蔚来将新建换电站1035座，累计建设2350座。 可想而知，这将需要多大的投资。 换电站的运营成本也非常高。 一座蔚来换电站每年的运营成本约为30万-40万元。 李斌不久前对媒体表示，蔚来动力要实现盈利还需要几年的时间。 单个换电站每天可以实现60个订单的盈利，但蔚来整个换电网络距离这个平衡点还很远。

更重要的是，目前车企和消费者有了更“高效”的选择，那就是可以使用汽油或电力的混合动力模式。 CTC和CTP是否支持电池交换并不是那么重要。

CTC技术真正的局限性在于，由于电池、底盘和车身的设计是一体化的，如果与车身发生碰撞，电池也可能需要更换，这会增加维护成本。 这与车企推动整合的事实相符。 压铸技术类似。

此外，我还想补充一个“传闻”，那就是，随着结构创新成为电池行业发展趋势，电池厂商和车企之间的竞争将会更加激烈，电池PACK领域的格局将会发生变化。重写。

由于CTC涉及汽车底盘制造，因此这是车企的优势领域。 随着电池厂商推出CTP解决方案，他们也在向底盘方向渗透。 同时，借助CTC解决方案，车企也正在向电池组和电池模组领域渗透。 两方的交集增多，竞争在所难免。 在两者的夹击下，第三方电池组企业将首当其冲，其市场份额将被蚕食。​

03 结论

在材料创新方面，动力电池行业目前有两个方向，一是钠离子电池，二是固态电池。

钠离子电池具有储量是锂资源440倍、耐低温等诸多优点。 但由于其能量密度低于锂离子电池，因此更适合A00级市场应用，与磷酸铁锂形成互补。 江淮钇旗下的“花仙子钠电版”是全球首款搭载钠离子电池的汽车。 其电池组容量为23.2kWh，CLTC工况下的续航里程仅为230km。

固态电池采用固体电解质代替传统锂电池中的电解液和隔膜。 与锂离子电池相比，它们具有更好的安全性和更高的能量密度。 不过，申请需要很长时间。 电池行业的领导者CATL计划到2030年实现固态电池的商业化。

总体而言，动力电池虽然短期内无法在材料上取得突破，但只能依靠结构创新来满足当前日益增长的市场需求。 这个结果虽然有遗憾，但也有惊喜，那就是中国企业在材料和结构领域拥有不可忽视的地位。 中国企业只能把目光投向“外国”的时代已经结束。

本文来自微信公众号“节点AUTO”（ID：），作者：天极，36氪经授权发布。