CTC、MTC、CTB殊途同归？一文详解特斯拉、零跑、比亚迪电池车身一体化技术

今天，实力派传统车企比亚迪随着海豹的发售，公布了其CTB电池车身一体化技术。电池与车身一体化技术已成为时下热点，前有特斯拉的CTC和零跑的MTC技术，今有比亚迪CTB技术，这三者之间有何异同点？本文对这三者进行了详细梳理，并在文中分析了电池车身一体化未来趋势。

 深挖CTC

特斯拉取消常规的模组及电池包结构，将4680圆柱形电芯直接排列在电池包底板上，电池包上盖与座椅等车辆结构件集成在一起。电池包上下板与电芯粘接在一起成为整个电池结构。电芯上下和电芯之间填充树脂材料，起到热保护和结构性支撑的作用。由于单个电芯所承受的电流增大，方案中将以前的铝丝连接改为 Busbar 连接，利用母排引脚将电连接和电池管理系统的采集板直接连接在一起。在热失控管理的方面，相比于之前位于后方位置的 2 个泄压阀，CTC 方案在电池包一侧配置了 8 个泄压阀；电芯间的蛇形管布置与车桥方向平行，通过减少蛇形管长度而减少流阻，增加冷却均匀性。

用最通俗的语言讲，特斯拉的方案采取的是将电池舱与车身结构设计相融合，直接拿掉了车身的前地板面板和中底板。电池舱本身是一个密封体、车身那边先漏着。

特斯拉Model Y的 CTC方案是把原本属于车身的前地板和地板上的座椅横梁都拿掉了，在电池包壳体上焊接了四根横梁（位置接近B柱和柱碰接触点），这四根横梁一方面用来安装座椅，一方面参与侧碰和柱碰的传力，防止电池包在侧碰撞击中被过度挤压。另外在电池包靠近车身门槛的两侧灌的胶相对较厚，这一部分胶可以起到侧碰过程中防止电芯被挤压起火的缓冲作用。

目前看，特斯拉方案的优势有：减少零件、减轻整车质量、提升整体电池容量、提升扭转刚性等优势；同时减少对电芯厂的依赖，放大汽车厂商的话语权。特斯拉 CTC 方案的应用将为车辆降低10%车重，增加14%续航里程，减少 370个零件，单位成本下降 7%，单位投资下降 8%，大幅提升汽车生产制造的效率。

CTC最大的风险在于，电池一旦作为车身结构件去设计，就丧失了售后独立更换与廉价解决方案，这些代价会以非常直接的方式让车主体会到。最大的一个问题就是车辆保险，今后凡是带有CTC结构的车型，保险费或许会比普通车型要贵。售后维修一旦涉及车身变形，很有可能只换不修。其次就是CTC是集成度Max的电池整合方案，而这也就意味着彻底断绝了换电这一条补能路线。

简单的讲，零跑只是取消了传统的电池包上盖，将电池模组集成在车身地板下。电池本体是由大模组组成，内串并联的是方形电芯；模组的型号、尺寸、参数与之前一致，整个电池结构设计改动较小，但是电池舱无上盖。

零跑的方案是保留了原车身地板，并下面做一个洞出来，将没有盖的电池舱装进来，形成密封结构。通俗讲就是：先把车身地板铺好、没有盖的电池舱在其他地方乘凉。

这一方案，虽然电池本身改动较小，车辆装配工艺、电池包的固定形式改动不多。但是密封是随之带来的最大问题。为了有效解决气密性难题，零跑自研出新车身设计方案和特殊的焊接工艺。整车的车身设计改变传统的模式，以匹配电池的密封性；车身与电池包的焊接工艺要提高焊接质量、精度控制和一致性。在车身和托盘的连接处，MTC采用了“铆钉+密封胶条”的组合，保证防水性能。

此外，零跑MTC方案在底盘与电芯之间多放了一层隔热防火材料，既可以限制钢制零件的快传热，又可以在冬天时为电池提供保温。

在整个MTC的结构强度上，零跑设计一系列的横梁、纵梁、加强梁以及加强板设计，并且在电池包的中央、侧面都进行了栓接，优化NVH的同时，整个结构强度也有保证。在碰撞吸能结构上，零跑在电池舱侧面设计了一套巧妙的三角形力传递导向块。当车辆侧面受力超出外吸能板的极限后，导力梁在三角导向块的作用下前后移动，将侧面力转化为纵向力，传递给前大梁和后大梁，保护电芯模组。

零跑的方案同样简化了产品设计和生产工艺的。通过减少冗余的结构设计，有效减少零部件数量，在提升空间利用率和系统效能的同时，让车身与电池结构互补，使电池抗冲击能力及车身扭转刚度得到大幅度提升。搭载MTC的零跑C01消除电池与车身之间的安装间隙，车身垂直空间增加10mm，车内空间更加充足，并且结构效率更高。零跑CTC方案带来结构精简，整车的零件数比传统方案减少20%、结构件成本降低15%。而且更重要的是，整车厂无需改造现有的总装产线。零跑的MTC实际上更易于量产，且维修便利性更好。因为下盖是可以打开的，坏了可以直接打开维修。

通过MTC，零跑C01增加了14.5%的电池布置空间，车身垂直空间增加了10mm，续航增加10%，车身扭转刚度提升25%至33897Nm/rad，减重15kg。

由于模组这个中间形态依然存在，所以零跑的MTC方案在空间释放效率、集成度、成本优势、减少配件等各个方面都不如特斯拉极致。零跑MTC与特斯拉一样，不能实现换电功能。虽然在维修便利性上比特斯拉方案好些，但是也存在着风险。若需拆解更换模组或电池，是会降低车身刚性和电池气密性。

不出所料，比亚迪CTB技术，应用的是史上最安全的刀片电池。大自然的馈赠，蜂窝结构在比亚迪得到了灵活应用。在材料重量相等的情况下，蜂窝结构可以实现更高的刚度和强度。刀片电池非常巧妙地运用了蜂窝结构和“筷子原理”。电池层层排布，加上托盘和上盖，形成一个类蜂窝结构，大大提升了整体结构强度，可承载强力的碾压和冲击。比亚迪发布的视频显示，使用50吨的重卡碾压刀片电池舱，碾压过后，可以发现电池外观也没有明显变形，而且装回汽车上能够正常行驶。

与特斯拉类似，比亚迪也采用了保全电池舱整体性，将车身地板取消。比亚迪与特斯拉所不同的是保留了地板上的一些横梁。这样的设计能够很好的沿袭以往的碰撞安全性能及结构刚度，并且便于安装座椅等内饰件。电池上盖与门槛及前后横梁形成的平整密封面通过密封胶密封乘员舱，底部通过安装点与车身组装。这样电池本身的密封及防水要求可以满足，电池与成员舱的密封也相对简单，风险可控。

CTB电池的优势在于可减少地板面板，实现轻量化的同时降低成本；传统电池壳上壳体会与车身地板留有安全间隙，而采用CTB的车型Z向空间节省了10mm；体积利用率提升至66%。由于刀片电池的本征安全，CTB车身一体化技术使得海豹的车身扭转刚度得到很大的提升，这一数值超过40000N·m/°。同时正碰结构安全提升50%，侧碰结构安全提升45%。CTB刀片电池包的质心更均衡，实现整车50：50黄金轴荷比。

高安全性的刀片电池与车身一体化技术，打造了目前最安全的电动车，重新定义了电动车的豪华性能。

与CTC、MTC相同，CTB无法实现换电功能，电池维修依然不够便利，但是刀片电池的高安全性可以解决用户的焦虑。

综上所述，三者最大的区别就是电池结构与车身结合的形式和程度不同。在简化零件，高度集成化设计理念及形式上是一致的。

零跑MTC是是先用电芯形成模组，再将模组集成到车身上。地板与电池包上壳体合二为一，集成于电池，相当于车身地板是电池包的上箱体。比亚迪CTB则是省略了模组，直接采用电池包上壳体替代了地板的一部分结构，保留了地板横梁。而特斯拉的CTC则最为“激进”，直接把圆柱形电芯排列在底盘上，电池舱前后直接链接起两个车身大型铸件，座舱地板取消的很彻底，以电池上盖代替，座椅直接安装在电池上盖上。电芯既是储能载体，也是结构本身。具体对比信息见下表。

综上所述，特斯拉的CTC技术方案比较激进，集成度高，但相对灵活性差，并且可维修性差。

零跑的CTC在轻量化程度上不及特斯拉极致，电池舱密封性能风险高。

比亚迪的CTB方案在轻量化及集成度上恰到好处，并且安全性高，比较符合未来发展趋势。

电池车身一体化将与换电走向不同的道路，目前的电池密度及性能能否支撑此项技术的蓬勃发展，还需拭目以待。总之，指出并承认这些风险，并不等于否认电池车身一体化技术是大势所趋。新技术的诞生与发展是需要经历一些历练，一定是有舍有得的。凡事均有两面性，任何一项技术只要达到一种平衡，就会有的放矢。