锂电 CTP、CTC 和 CTB 技术路线全梳理

思远践道

在电动汽车领域中，电池的应用可以分为电池的设计、加工、正极材料、负极材料以及最后的组装部分。其中在最后的组装方面，电芯的集成方式是一直以来的一大发展重点。

传统的集成方式是 CTM，即“Cell to Module”，它代表的是将电芯集成在模组上的集成模式。模组是针对不同车型的电池需求不同、电池厂家的电芯尺寸不同而提出的发展路径，有助于规模经济的形成与产品的统一。过去几年电池系统集成化的重点就是不断提升标准化电池模组的尺寸，如比较典型的是 355、390、590

模组。总的配置方式是：电芯-模组-PACK-装车。这种方法带来了一个问题，即模组的存在占体积，该种配置方式的空间利用率只有 40%。这很大程度地限制

了其他部件的空间。

CTP 的全称是“Cell to Pack”，即跳过标准化模组环节，直接将电芯集成在电池包上，有效提升了电池包的空间利用率和能量密度。该集成方式最早由宁德时代在2019 年提出，此后比亚迪、蜂巢能源等陆续发布了各自的 CTP 方案。其中比较具有代表性的是比亚迪的"刀片"电池，它将单个电芯通过阵列的方式排布在一起形成阵列，然后像“刀片”一样插入到电池包里，这也是大家称之为“刀片电池” 的原因。

从产品的性能来看，CTP 方式较传统体积利用率提高 15-20%，零件-40%，生产效率+50%，能量密度 200Wh/kg+。比亚迪的刀片电池正是基于 CTP 集成模

式得以达到 60%的空间利率，进而得到大规模的商业应用。而宁德时代也在官网中披露，通过高集成结构设计，提升电池包体积利用率。从第一代 CTP 到最

新的第三代麒麟电池，电池包体积利用率从 55%提升到 67%。

CTC 是“Cell to Chassis”的简称，即电芯直接集成于车辆底盘的工艺。它进一步

加深了电池系统与电动车动力系统、底盘的集成，减少零部件数量，节省空间，提高结构效率，大幅度降低车重，增加电池续航里程，被认为是新能源汽车下一个阶段的关键核心技术。在 2020 年 9 月，特斯拉在电池日发布了 CTC 技术。将电芯或模组安装在车身，连接前后车身铸件，并在电池上盖取代座舱底板。该技术计划 22 年用在柏林工厂的 Y 上。特斯拉在电池日的报告中预测，随着 CTC 技术的应用，每 GWH 投资将减少 55%，占用空间也将减少 35%。 与 CTP 技术相比，CTC 技术要求电池制造商从更早的阶段介入车型设计，这就要求电池企业具备更强的研发设计能力，配合部分主机厂进行深度开发。对相应的底盘技术要求也更高，具有更高的技术壁垒。

2．CTB——实现电池车身一体化的新型电芯集成方式

CTB（Cell to Body）是比亚迪新提出的一种全新的电芯集成方式，实现从车身一体化向电池车身一体化的转变，有助于空间利用率的提高以及电动车性能的进一步释放。从结构设计来看，比亚迪的 CTB 技术把车身地板面板与电池包上壳体合二为一，集成于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。即在设计制造电池包的时候，把电池系统作为一个整体与车身集成，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。

与 CTP 技术相比，CTB 将原来的“电池上盖-电芯-托盘”的三明治结构转向了“车身踏板集成电池上盖-电芯-托盘”的整车三明治结构，在结构上更加简化直接，减少了因车身与电池盖相连接而导致的空间损失，有望进一步提高整体的空间利用率。并且在这种结构模式下，电池不仅仅是能量体，同时也作为结构体参与整车传力和受力，能够使得整车侧柱碰侵入量减少 45%。

此外，CTB 技术实现了车身与电池系统的高度融合，整车扭转刚度提升一倍。搭载 CTB 技术的纯电动车型，车身扭转刚度可以轻松超过 40000N·m/°，而整车扭转刚度的提升能够有效抑制车身振动，能够更好地在实际场景中的连续减速带、鹅卵石等特殊路况中应用。

在抗压方面，紧密排列的刀片电池、上盖板和地板组成。“类蜂窝”三明治结构具有更好的安全性，能够实现电池系统结构强度的突破，相关的测试数据表明，搭载 CTB 技术的海豹车型已经顺利通过 50 吨重卡碾压的极端测试，表明能够在更严苛复杂的条件下应用。

同时，CTB 刀片电池包的质心更均衡，实现整车 50:50 黄金轴荷比，整车质心更低，车辆的稳定性更好、惯量更低、车身响应跟随更快。在电动车的运动性能方面，搭载 CTB 刀片电池包的海豹四驱版可以实现 3.8s 百公里的加速。

在 CTB 技术的市场方面，比亚迪的海豹系列是搭载 CTB 技术的全球首款车型，该车型已经于 5 月 20 日正式发布开售。而该系列车型的发售也正式宣告了CTB 技术的落地应用。

在 CTB 技术优势的基础上，海豹车型还采取了高电压电驱升压的方案，能够实现 15 分钟充电里程超 300km。此外，海豹系列采取运动的低趴造型，能够使得风阻系数降至 0.219，使得行车过程中阻力大大减少。通过一系列设计及性能方面的提高，海豹四驱版实现了 12.7kWh 的百公里能耗。

3、 两个 CTC 代表案例：特斯拉与零跑CTC 将电芯直接集成于底盘。电池、电机、电控、车载充电机、底盘高度集成，

通过智能化动力域控制器，优化动力分配、降低能耗。我们选取两个代表 CTC案例，特斯拉与零跑进行分析。根据零跑汽车数据，相比 VDA/MEB 方案，CTC 可使零部件数量减少20%、结构件成本降低 15%、提高整车刚度 25%与高度集成化模块化等优点。

特斯拉方案：“电芯-底盘”直连模式

特斯拉采用 CTC+一体压铸，可省 370 个零件，车重-10%，度电成本-7%。电池结构体积-10%，续航+15%。以 4680 为例：正极朝上，从车身横向布置，侧面冷却；胶粘剂填充。

有 3 大特点：

1）电池包上盖与电芯、座椅等结构件直接连接；

1. 把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集板直接连接在一起；

2. 电池包一侧配置 8 个泄压阀，加强热失控管理；

从专利图中看出，底盘结构由 3 层构成。电池+上下两层将动力电池与整车其他系统连接起来。

零跑方案：过渡方案稳中求进

零跑这套方案增设模组这一环节，从数据来看，零跑这套方案有效地提升了车辆的各项表现。

根据爱卡汽车数据，这套CTC方案将零部件数量减少20%，结构件成本减低15%，整车刚度提高25%，实现高度集成化和模块化。拥有极强的扩展性，可兼容智能化、集成化热管理系统。未来可兼容 800V 高压平台。

零跑 CTC 方案四大维度提升汽车性能：在空间方面，取消电池上部结构，减少冗余的结构设计，整车垂直空间增加 10mm，电池布置空间增加 14.5%。在续航方面，综合提升整车续航里程 10%，加快充电速度。在性能方面，零跑智能动力 CTC 技术可以为整车带来扭转刚度提升 25%，轻量化系数达到 2.4，提升 20%。在安全方面，零跑在开发过程中针对于智能动力 CTC 技术，进行了多轮严苛试验，如底部球击、挤压、热扩散等将近 30 项试验，确保电池安全，其中有 8 项安全测试结果远超国家标准。

零跑还宣布将其 CTC 方案开源，带动电动车产业突破向上。

4、 趋势猜想：主机厂集成化的 CTC 与 CTB是大趋势模块化与集成化的不同暗含着补能方式的区别：模块化 CTP 换电与集成化CTC/CTB 快充。

类比手机电池，早期手机电池可拆卸更换占主流，但随着智能手机的不断发展，消费者对厚度、重量、性能等方面需求上升，最终走向集成化不可更换电池并发展出快充。

因此，我们猜想集成化程度更高的 CTC/CTB 电池将占主流。集成化+热泵空调是标配：CTC/CTB 的集成化路线，往往对热管理具有更高的要求。目前技术上最激进的比亚迪海豹已确认将全系搭载热泵空调热管理系统，我们预计以后 CTC/CTB 车型中，热泵空调将成为标配。进一步提升热管理单车价值。