乘用车一体化电池的发展现状和未来趋势

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佐思汽研发布《2024年乘用车CTP、CTC和CTB一体化电池行业研究报告》,对乘用车一体化电池发展现状及主机厂、供应商相关产品布局进行了梳理研究,并对乘用车一体化电池未来发展趋势进行预测。  

012023年,CTP技术在所有新能源车型销量中占比接近50%

2021年中国搭载CTP技术电池包的车型仅13款,截至2023年10月,该数字已增加至57款。2021年搭载CTP技术电池包的车型销量占总体新能源(EV、PHEV、EREV)销量的29.6%,2023年1-10月,搭载CTP技术电池包的车型销量占比为48.6%,预计2023年全年,该数字将突破50%。  

2021-2023年1-10月搭载CTP技术电池包的车型数量及其销量

乘用车

来源:佐思汽研《2024年乘用车CTP、CTC和CTB一体化电池行业研究报告》

从供应商、主机厂双方来看,CTP技术均已进入成熟应用阶段。

在供应商端,以宁德时代为例。2019年宁德时代发布其CTP 1.0技术,到2023年该技术已迭代至3.0 版本,并在极氪、理想、问界等品牌上搭载。

宁德时代1.0—3.0 CTP技术

乘用车

来源:佐思汽研《2024年乘用车CTP、CTC和CTB一体化电池行业研究报告》

宁德时代3.0 CTP技术

在主机厂端,以比亚迪为例。2020年,比亚迪发布其基于CTP技术研发的刀片电池,并于同年6月在汉EV上首搭。2023年,随着刀片电池产能的提升,在满足自家车型需求之后,比亚迪也开始外供电池产能给其它车企,特斯拉、红旗均有相关车型搭载刀片电池。   据佐思汽研统计,目前使用刀片电池的车型已超过17款。截至2023年底,比亚迪布局有17个刀片电池生产基地,规划产能超460GWh。

部分电池商及主机厂CTP技术布局

02CTC/CTB技术更容易由主机厂牵头落地

2.1 从事实现状来看,现阶段发布CTC/CTB技术并在量产车型上应用的四家企业均为车企,包括特斯拉、比亚迪、零跑和小鹏。

① 特斯拉:2020年,特斯拉在其电池日上首次提出CTC概念,取消车身地板,将电池框架与车身下车体(门槛梁、纵梁、横梁、地板等)集成,然后再连接车身前后两端的铸件。   从性能提升上来看,特斯拉CTC技术的应用能够带来降低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%,以及大幅提升汽车生产制造的效率等优势。CTC技术目前已经在德州工厂生产的Model Y上应用。

特斯拉CTC技术

乘用车

乘用车

乘用车

来源:特斯拉Cybertruck专利

② 零跑汽车。2022年4月,零跑发布CTC电池底盘一体化技术,并在零跑C01上率先量产应用。零跑CTC方案取消了电池包箱体和上盖,留下经过整合的电芯模组和电池下托盘。   零跑CTC技术能够增加10mm整车垂直空间,增加14.5%电池布置空间,减少20%零部件数量,续航增加10%,车身扭转刚度提升25%至33897N·m/°,减重15kg。2023年,零跑CTC 2.0技术发布,相比零跑CTC 1.0,零部件减少10%,重量减少5%。

零跑CTC技术专利

乘用车

来源:零跑

③ 比亚迪。2022年5月,比亚迪发布CTB电池车身一体化技术,用电池包上壳体替代车身底板。取消模组以及电池包上壳体的设计,将刀片电池通过与托盘和上盖粘连,形成“电池上盖-电芯-托盘“的三明治结构。   比亚迪 CTB 体积利用率可提升至 66%,车身扭转刚度突破40000N·m/°,整车侧柱碰侵入量减少 45%。首搭 CTB技术的海豹风阻低至0.219,四驱版零百加速快至3.8秒、百公里能耗低至12.7kWh。

比亚迪CTB技术

④ 小鹏。2023年4月,小鹏发布其“扶摇”技术架构,采用了CIB电池车身一体化技术,将电池包上盖当作车身地板,节省5%垂向车内空间。与特斯拉类似,小鹏在电池包上盖集成了预留好的安装支架,座椅直接安装到电池包上。

小鹏CIB技术爆炸图

乘用车

来源:E电园小编辑

2.2 从CTC/CTB本身的技术特性来看,主机厂无法接受“话语权”进一步被稀释。

在传统新能源产业链中,动力电池占据整车成本的30%~40%,在CTC技术推进过程中,电池厂商更容易借由CTC技术,进入到更核心的底盘和整车开发领域。而这对于车企而言,可能导致“话语权”进一步被稀释,是主机厂所无法接受的。   但CTC技术中需要使用具备较高本征安全性的电芯,这需要从材料层面提升电芯材料的热稳定性;在工艺层面,又需要从设计和制造的角度保证电芯可靠性,这些都是电池厂商的优势所在。多重因素影响下,未来主机厂主导+供应商配合或将是CTC技术推进的主流做法。   在上述情况下,具备电芯自研自产能力的主机厂,如比亚迪、特斯拉能够有效避开来自电池厂商的技术限制,在技术落地上更具优势。

特斯拉、零跑、比亚迪、小鹏技术对比

乘用车

来源:智享新汽车,佐思汽研

2.3 其他主机厂CTC技术布局

除上述已经落地的四家主机厂之外,小米、大众、沃尔沃、江淮、上汽均有相关布局。2023年12月28日,小米发布其SU7,同样自研了CTB一体化电池技术,通过地板上盖二合一、电芯倒置、多功能弹性夹层和极简线束等创新设计,体积效率达到了77.8%,释放了高度达17mm。

审核编辑:汤梓红

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