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[问答] 通用汽车的CTC结构和矮电池

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敏敏和碧梅 发表于 2022-5-16 07:52:04 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
通用汽车的CTC结构和矮电池 第1张图片
在北美市场，有两个方向是通用汽车必须要考虑的，一个是中大型SUV和皮卡上怎么去竞争，一个是美式肌肉跑车怎么做电动化。这都是通用汽车的赚钱的车型，随着特斯拉和福特、斯特兰蒂斯（克莱斯勒品牌）纷纷进入这个领域，所谓投入电气化，至少要在这些领域有好的设计。

通用汽车的CTC结构和矮电池 第2张图片

▲图1. 通用的电池系列除了常规的，还有矮电池和高电池

Part 1 通用的结构化电池设计
在通用和福特的设计理念里面，结构化电池，其实是从车身结构上考虑的，设计核心就是在皮卡和SUV这种承载式车身里面去做一个设计。本质这个和Rivian所提的滑板底盘是一码事，我得强调下，现在美国在皮卡/SUV里面做的CTC和特斯拉做的CTC和中国创业企业包括宁德时代做的，几个概念其实是不一致的。
备注：我想单独拎出来这个概念，看看大家是怎么在一个概念里面，做自己想做的战略意图。
下面这个图，是通用在设计展示的底盘设计，整个一体化确实体现在整车层面的，电池模块给装进去了，带来的收益不是Z向的，这个电池的高度足够厚了，大轮胎的SUV和皮卡根本不在意，加上悍马EV还能通过主动悬挂升起来，它最大的收益是整体的皮实

通用汽车的CTC结构和矮电池 第3张图片

▲图2. 感受下北美工程设计出来的成品

在正常的乘用车设计里面，使用高强度的“井”字形框架结构，超高强度钢占比37.5%，电池包内的横梁与上盖总成侧边防护梁采用1500MPa超高强度钢材，托盘总成采用10000MPa底部防护。
我一直觉得这些对普通乘用车来说有点过设计，但是在美式肌肉SUV和皮卡里面，不就是标准设计嘛。因此扩展到乘用车里面的电池高强度结构，在乘用车里面可能稍有点重，但是在美式的皮卡设计里面，这玩意就是全球设计第一款耐撞的电池。

通用汽车的CTC结构和矮电池 第4张图片

通用汽车的CTC结构和矮电池 第5张图片

▲图3. 通用汽车的结构化电池

在通用的考虑里面，这个类型的电池结构设计是特殊考虑的，结合高强度钢的设计，打造了非常扎实的底盘，从结构来看，电池包可不就是要做扎实一些。

通用汽车的CTC结构和矮电池 第6张图片

▲图4. 通用汽车的电池和车身匹配

所以电池里面就造的很强，采用高强度钢的设计，其实开始就是从整车结构的考虑。

通用汽车的CTC结构和矮电池 第7张图片

▲图5. 在传导结构下的电池

下图可不就是双层钢梁结构，铸造了一个强度特别高的电池壳体，来应对整个车身的需求。

通用汽车的CTC结构和矮电池 第8张图片

▲图6. 通用汽车的双层电池

还有一个很有意思的地方，就是由于有了800V的充电需求，如前面所说的800V系统可以通过电压配置来实现800V快充。

通用汽车的CTC结构和矮电池 第9张图片

▲表1. 通用的皮卡配置都是400V

这里核心问题，还是400V充电的电流太大，所以采用800V串联结构去充电。

通用汽车的CTC结构和矮电池 第10张图片

▲图7. 800V快充的设计

我是觉得这是当初规划的时候，没考虑好导致的。通用后期可能对这个部分需要进行调整，后面800V的SiC系统对于160kwh～200kwh有很好的节能效果，这么折腾还不如直接做高电压的电池，这要这么为800V充电而去做高压继电器的配置。
Part 2 低顶矮电池设计
然后是这个低顶的电池设计，我的理解这个和i4的想法差不多，所有矮电池设计，必然要考虑怎么兼顾能量。目前来看，矮电池的选择要么类似这种软包叠着放，要么用圆柱，或者用刀片来做CTC。

通用汽车的CTC结构和矮电池 第11张图片

▲图8. 软包电池的竖放和叠放布置

下面这个包的设计，大概率是跑车的最终归宿，反正量也不大，这么造没问题。

通用汽车的CTC结构和矮电池 第12张图片

▲图9. 软包电池的设计方向

小结：通用这家公司，从战略上来看是非常优秀的，但是确实在执行层面，单纯指望处在50-60的工程执行层去做开创性的设计有点难，只能说是在努力Follow。写到这里真的感怀，革新这个事情还是得要年轻人来做，老人家来帮忙，而不是老人家拿主意让年轻人去填。


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