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LG的CTC方案

LG在本月17號首次公開了一份CTC專利,專利公開號為KR1020210017172A,這是它在標準模組系列之後最為重要的一個技術方向。

眾所周知,軟包由於自身的結構特性,是無法獨立固定的,所以LG的這個CTC方案選擇的是模組到車底盤的整合(Module to Chassis)。LG的考量初衷是進一步去掉冗餘結構件,提高模組的空間利用率和系統比能,同時簡化電池系統和整車的工藝,該方案的總體思路如下圖所示(這裡為了展示,將產品倒過來了)。

LG的CTC方案

可以看出:(1)LG將電池包的下箱體與車底盤進行了整合,這兩個結構實際是有冗餘設計的,引用專利中的表述大意為“車身框架和電池下箱體之間的剛度是多餘的”;(2)LG將上蓋與水冷板進行了整合,這樣原來電池包中模組相關的部分就比較好處理了。

首先看下底盤與下箱體的整合,如下所示:LG以框架的形式在底盤上構建了用於安裝模組並提供防護的一個托盤,相當於原來的托盤底與車底盤融合了。

LG的CTC方案

LG的CTC方案

模組安裝於中間縱橫樑形成的隔間內,模組與底盤有一個結構體310/311,不太清楚作用為何;模組相當於倒著安裝,透過螺栓與底盤固定起來。框架的前端留有空間,用於安裝BMS及高壓控制器件,兩側及中間的通道用於高低壓走線。

接下來我們看下上蓋元件。這是其中一個示例,上面兩圖為上蓋元件的底部、頂部的檢視。

LG的CTC方案

104是外層蓋子,103為冷卻板,外層蓋子可以採用塑膠,冷卻板為鋁合金。模組與上蓋元件之間有熱介面材料TIM,TIM可以是整個一塊,也可以是分開的,每個模組一個。此外,在外層蓋子與冷卻板之間也可以增加一個防振層,以減少整車行駛中的振動和噪音。上蓋元件後端一個垂直突出的結構,主要用於結構防護。

由於軟包自身的結構特性,在很長一段時間內讓人看不清軟包如何來應對大模組和CTP/CTC。自標準模組系統後,LG陸續也披露了不少大模組的方案,但仍跟不上方形和圓柱電芯進化的速度。

現在,我們已經比較清楚LG在CTC這個方向的佈局了,這個專利的申請時間是2019年8月份,還是比較早;寧德CTC的專利現在還沒有看到有公開出來,所以不知它在這塊的佈局時間。

迄今為止,我們能夠看到的CTC技術動態包括:

Cannoo,量產,模組到底盤的整合,圓柱電芯;

博世-本特勒底盤平臺3。0,模組到底盤,平臺技術儲備;

AVL,模組到底盤,圓柱電芯,方案;

特斯拉,量產,電芯到底盤Structure Battery,圓柱電芯;

福特,專利佈局;

LG,專利佈局(進度不明),軟包電芯;

寧德時代,釋出概念(進度不明),方形電芯;

BYD,專利佈局(已有試製?),方形電芯;

科尼普,專利佈局+樣車1。0完成,1。5進行中,方形電芯(目前應為模組到底盤方案)。

當技術還在概念階段的時候,它看來起來比較遙遠,然而當技術開始落地時,它往往快得超出預期。我相信隨著特斯拉Structure Battery 的量產落地,CTC將迎來實質的應用階段,看看目前大模組的狀態就知道了。