图解通用的CTC结构与矮电池：为皮卡/肌肉车电动化铺底

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和皮卡怎么去竞争，一个是美式肌肉跑车怎么做电动化。而这些都是通用汽车“赚钱的车型”，随着特斯拉、福特、斯特兰蒂斯（克莱斯勒品牌）纷纷进入电动领域，所谓投入电气化，至少要在这些领域有好的设计。

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中，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/SUV这种承载式车身里面去做一个设计。本质这个和RIVIAN所提出的“滑板底盘”是一码事。需要强调的是，现在美国在皮卡/SUV里面做的CTC，跟特斯拉做的CTC以及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：我想单独拧出来这个概念，看看大家是怎么在一个概念里面，做自己想做的战略意图。

下面这张图，是通用展示的底盘设计，整个一体化确实体现在了整车层面，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，大轮胎的SUV和皮卡根本不在意，加上悍马EV的底盘还能通过主动悬挂升起来，它最大的收益其实是整体的皮实程度。

图2 感受下北美工程设计出来的产品

在正常的乘用车设计中，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。

我一直觉得这些工程设计对普通乘用车来说有点多余了，但是在美式肌肉SUV和皮卡领域，不就是标准设计吗。因此扩展到乘用车里面的电池高强度结构，对在乘用车来说可能稍有点重，但是在美式的皮卡设计里面，这玩意就是全球设计的第一款耐撞电池。

图3 通用汽车的结构化电池

在通用的考量里面，该类型的电池结构设计是特殊考虑的，结合高强度钢设计，打造出非常扎实的底盘。从结构来看，电池包可不就是要做得扎实一些。

图4 通用汽车的电池和车身匹配

所以电池这块就造得很强，采用高强度钢的设计，其实开始就是从整车结构的考虑。

图5 在传导结构下的电池

下图就是双层钢梁结构，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。

图6 通用汽车的双层电池

还有一个很有意思的地方：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。

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。

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所导致的。通用后期可能需要对这个部分进行调整，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

对于这个低顶的电池设计，我的理解是其和i4的思路差不多——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。

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。

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，单纯指望一群处在50-60岁年龄的工程执行曾去做开创性的设计有点难。只能说是努力在Follow。写到这里真的有点感怀，革新这个事情还是要年轻人去做，老人家来帮忙，而不是老人家拿主意让年轻人去填。

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》。