这周比亚迪发布的全新车型 海豹以及CTB（电池车身一体化设计）大火，我觉得有必要探寻一些其中的核心逻辑。在过去几年中电池开发的逻辑是从以下几个方面来发展的——

· 电芯：压缩非活性物质的比例，我们看到铜箔、铝箔、隔膜等等在不断往薄的方向发展，同一种化学体系不断提高压实密度来提升电芯能量密度，这是电芯层面的“卷”。

· 电池系统：而Pack级别能量密度的提高也关系到电芯/Pack的转化率，也就是集成效率，几乎所有的团队都在极限探索如何去掉电池包里的冗余结构件。

· 电池和车身结构化（structure battery）：以Elon Musk的飞机油箱为例，飞机油箱从“机翼＋油箱”变为“机翼＝油箱”，所以在整个车身设计中考虑更多空间和结构耦合，让“车身＋电池包”=“车身电池容器”，电芯本身的壳体结构成为整体承重结构的一部分。

因此走到这个阶段，整个汽车的前期设计、集成和售后部分都需要加入进来，和原有的电池部分一起考虑，整个原有的分工逻辑变化了，而特斯拉和比亚迪——这两家同时在整车和电池端能够协同的汽车企业，成为推出这种电池架构化设计的第一梯队，是完全合乎情理的。

图1 特斯拉和比亚迪的集成化设计，从车到电池

PART 1：特斯拉的结构化电池和比亚迪海豹的CTB

下图是我们在特斯拉德州工厂的开放日见到的情况，我们实际来看车身和两者的结合，从特斯拉的这个结构来看，电池壳体的承受力主要包括——

· 前排两个座椅

· 前排座椅乘员的脚步

· 后排座椅乘员的脚步

备注：根据拆解的情况，后排座椅的固定结构上和电池包无关。

图2 结构化电池外部概览

而在比亚迪海豹的设计中，前后排座椅都是通过中间的横梁来承受的，电池包的承受力主要针对上方乘员的脚步着力点。

图3 海豹的电池车身一体化设计

还有一点发现：电池上面主要还有HVAC风道和隔层，风道主要从中间走，所有电池壳体表面通过隔层来进行一定缓冲。下图中能看到的金属表面部分，就是电池包的上盖。

图4 副驾驶的布置

和前排一样，特斯拉的后排也是通过电池地板顶上来作为支撑面，白色部分为连接HVAC的风道，在下面这张图中，我们能看到特斯拉把支撑部分全部做成了电池壳体的部分。

图5 特斯拉第二排座椅和风道的情况

而当整个电池拆下来之后，从顶视图来看，整个中间部分是完全空的，要想把这个电池包拆解下来，需要把中控扶手、两个座椅，以及中间风道所有的组件全部拆下来，确实能修，但是非常非常费劲。

图6 电池结构拆下来维修以后，整个车身内部是空的

虽然海豹车身结构的图片我们没看到太多，但基本的逻辑也是相似的，只是拆解电池的时候前排座椅不用卸下来，这个会相对好一些，而整体的结构是完全一致的。

图7 特斯拉和比亚迪车身结构的对比

PART 2：特斯拉的壳体设计

因为拆卸很困难，所以这次特斯拉对于维修策略主要分为三种考虑——

1）Pyrofuse的维修：在电池包上方有一个塑料盖，如果这部分出了问题，只需要拆解后排座椅的部分组件，就可以直接进行替换。

2）电气部件的维修：对这部分的维修比较费劲，但是也是从二排座椅拿下来，然后在整个维修窗口下对电气部件进行维修。

整体维修：这个就是电芯整个出问题以后，对电池进行更换。

图8 电池的维修策略

下图所示，是特斯拉电芯在最近上海出现的零星问题，换就OK了。最近上海工厂的LFP和北美的NCA，都出现了零星的质量控制问题并进行后期更换。

图9 在偶发故障的情况下，这种设计就需要直接换电池

这个电池包的螺栓连接点确实比较多，如下所示，其实主要包括38个螺栓——

· 左右各14个螺栓，一边7个

· 顶端包括6+6，有一块额外的保护板

· 电池包电气部件有4个吊挂点

· 在电池末端有8个吊挂点

图10 电池系统的螺栓情况

在CTB状态下，电池的壳体可能从现有的拼焊壳体退回到钣金托盘。根据不同的信息渠道，后面围绕两个托盘有两种路线，一种基于成本考虑做钣金，另一种就是用高压铸铝来做（铝强度是否足够，配合内部的结构设计，是个挑战）。

图11 电池系统的壳体

小结：

从整个结构来看，结构化电池（电池车身一体化设计）需要考虑整体空间，核心竞争力已经从“电池把空间给电池”演变成了“车辆空间给电池”了，这个是目前大家的核心利益诉求。在整体布置空间维度或者Z方向维度，都是利益点。

图｜网络及相关截图

作者简介：朱玉龙，资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师，著有《汽车电子硬件设计》。