ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ตัวเลขทางการสำหรับระยะทางวิ่งของรถยนต์ไฟฟ้า (NEV) และความหนาแน่นพลังงานของแบตเตอรี่ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม หลายคนอาจไม่ทราบว่าการปรับปรุงเหล่านี้ไม่ได้มาจากความก้าวหน้าในระบบเคมีไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว—การเปลี่ยนแปลงในวัสดุแคโทด แอโนด และอิเล็กโทรไลต์มักใช้เวลาหลายปี การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นโดยตรงมากกว่านั้นอยู่ที่ระดับโครงสร้างภายในชุดแบตเตอรี่
CTM, CTP, CTB และ CTC เป็นเส้นทางเทคโนโลยีหลายรูปแบบที่ระดับการรวมตัวของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ตรรกะร่วมของพวกมันเรียบง่าย: ลดชั้นกลางเพื่อ "ยัด" แบตเตอรี่ให้แน่นขึ้นในตัวรถ แต่การแลกเปลี่ยนระหว่างการใช้พื้นที่ ต้นทุนการผลิต และความสามารถในการซ่อมแซมนั้นแตกต่างกันไปในแต่ละรุ่น
1. CTM (Cell to Module): วิธีการแบบ "ตุ๊กตาซ้อนชั้น" ดั้งเดิม
ในช่วงแรกของการพัฒนารถ NEV การประกอบชุดแบตเตอรี่ใช้แนวทางที่ค่อนข้างอนุรักษ์นิยม โดยเซลล์แบตเตอรี่ถูกประกอบเป็นโมดูลก่อน จากนั้นโมดูลถูกจัดเรียงเป็นชุดแบตเตอรี่ และสุดท้ายชุดแบตเตอรี่ถูกยึดไว้ใต้พื้นรถ เซลล์ → โมดูล → ชุดแบตเตอรี่ → ตัวรถ ก่อตัวเป็นชั้นอิสระสี่ชั้น
ข้อดีและข้อเสียของโซลูชันนี้ชัดเจน ข้อดีคือความสะดวกในการซ่อม—โมดูลที่เสียสามารถเปลี่ยนแยกชิ้นได้โดยไม่ต้องยุ่งกับชุดแบตเตอรี่ทั้งหมด ในขณะเดียวกัน ตัวกล่องโมดูลยังให้การปกป้องเพิ่มเติมแก่เซลล์ ทำให้ความปลอดภัยทางโครงสร้างค่อนข้างสมบูรณ์ แต่ต้นทุนก็ตรงไปตรงมาเช่นกัน: ตัวกล่องโมดูล ตัวเชื่อมต่อ และท่อระบายความร้อนใช้พื้นที่มาก ส่งผลให้อัตราการใช้พื้นที่ภายในชุดแบตเตอรี่อยู่ที่ประมาณ 40% เท่านั้น หมายความว่า สำหรับปริมาตรเท่ากัน โซลูชัน CTM สามารถจุเซลล์แบตเตอรี่ได้น้อยที่สุด จึงจำกัดศักยภาพระยะทางวิ่ง
CTM เป็นตัวเลือกเริ่มต้นของอุตสาหกรรมมาเป็นเวลานาน เพราะสอดคล้องกับการแบ่งงานในห่วงโซ่อุปทานยานยนต์แบบดั้งเดิม—บริษัทแบตเตอรี่จัดหาโมดูล และผู้ผลิตรถยนต์จัดการรวมระบบ แต่การแบ่งงานนี้ก็สร้างขีดจำกัดทางโครงสร้าง: อัตราการใช้ปริมาตรของชุดแบตเตอรี่ยากที่จะทะลุผ่าน
2. CTP (Cell to Pack): การขจัด "ตัวกลาง"
การปรับเปลี่ยนแกนหลักของ CTP คือการข้ามชั้นโมดูล ทำให้เซลล์ประกอบเป็นชุดแบตเตอรี่โดยตรง อัตราการใช้พื้นที่ปรับปรุงจากประมาณ 40% เป็นมากกว่า 70%พร้อมกันนั้น การลดจำนวนเปลือกโมดูล ขั้วต่อ และตัวยึด ทำให้จำนวนชิ้นส่วนของชุดแบตเตอรี่ลดลง ส่งผลให้ต้นทุนการผลิตต่ำลง
ในอุตสาหกรรมมีทางเลือกทางเทคโนโลยีสองแบบสำหรับการนำ CTP มาใช้
แบบหนึ่งคือโซลูชันไร้โมดูลโดยสิ้นเชิง ซึ่งมีแบตเตอรี่ใบมีดของ BYD เป็นตัวแทน โดยการขึ้นรูปเซลล์ให้เป็นแถบยาวและจัดเรียงลงในชุดแบตเตอรี่โดยตรง โดยมีโครงสร้างคล้ายรังผึ้งรองรับ ช่วยเพิ่มการใช้ประโยชน์พื้นที่พร้อมทั้งรับหน้าที่เชิงโครงสร้างบางส่วนด้วย อีกแบบคือโซลูชันการรวมระดับสูง ซึ่งมี CTP 3.0 (แบตเตอรี่ฉีหลิน) ของ CATL เป็นตัวแทน โดยรวมเซลล์เข้ากับชั้นคั่นกลางแบบยืดหยุ่นอเนกประสงค์เป็นหน่วยพลังงานรวม และรวมชิ้นส่วนต่างๆ เช่น คานขวาง คานยาว แผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำ และแผ่นระบายความร้อนเข้าด้วยกัน เพื่อปรับปรุงผังภายในและการจัดการความร้อนให้ดียิ่งขึ้น แบตเตอรี่ฉีหลินมีอัตราการใช้ปริมาตรถึง 72% และความหนาแน่นพลังงานของระบบ 255 วัตต์-ชั่วโมง/กก.
จากมุมมองการเจาะตลาด CTP ได้ขึ้นมาเป็นกระแสหลักที่โดดเด่นแล้ว ผู้ผลิตยานยนต์ไฟฟ้าหลักในจีนต่างเปิดตัวรถยนต์ที่ผลิตจำนวนมากซึ่งติดตั้งโซลูชัน CTP ตั้งแต่แบรนด์รถยนต์จีนไปจนถึงกิจการร่วมค้า ครอบคลุมช่วงราคากว้างตั้งแต่ระดับเริ่มต้นไปจนถึงผลิตภัณฑ์ระดับหรู ในขณะเดียวกัน ส่วนแบ่งการตลาดของโซลูชัน CTM แบบดั้งเดิมยังคงหดตัวลงต่อเนื่อง ปัจจุบันคงเหลืออยู่ในรถยนต์ขนาดเล็กบางรุ่นหรือรุ่นที่ส่งออกเฉพาะบางรุ่นเท่านั้น โดยภาพรวมแล้ว CTP ได้กลายเป็นเส้นทางเทคโนโลยีการรวมแบตเตอรี่ที่แพร่หลายที่สุดในขั้นนี้
3. CTB และ CTC: แบตเตอรี่กลายเป็นส่วนหนึ่งของตัวถังรถ
แนวคิดเบื้องหลัง CTB (Cell to Body) คือการรวมฝาครอบด้านบนของชุดแบตเตอรี่เข้ากับพื้นรถ เซลล์ถูกติดตั้งลงบนพื้นรถโดยตรง ทำให้ไม่จำเป็นต้องมีฝาครอบด้านบนของชุดแบตเตอรี่แยกต่างหาก ประโยชน์หลักประการหนึ่งของโซลูชันนี้คือการเพิ่มพื้นที่แนวดิ่ง ทำให้ห้องโดยสารกว้างขวางขึ้น หรือสร้างเงื่อนไขในการลดระดับความสูงของรถลงได้ ในขณะเดียวกัน เมื่อชุดแบตเตอรี่มีส่วนร่วมในการรับน้ำหนักของรถ ความแข็งแกร่งในการบิดตัวจะเพิ่มขึ้นได้มากกว่า 70%
ซีรีส์ Seal ของ BYD และซีรีส์เผิงเฉิงของเสียวหมี่เป็นรุ่นที่เป็นตัวแทนซึ่งใช้โซลูชัน CTB BYD ประกาศอย่างเป็นทางการว่าความแข็งแกร่งในการบิดตัวของตัวถัง Seal สูงถึง 40,500 นิวตัน·เมตร/องศาXiaomi Auto ประกาศประสิทธิภาพเชิงปริมาตรของแบตเตอรี่ CTB ที่ 77.8%
CTC (Cell to Chassis) ก้าวไปอีกขั้นด้วยการผสานระบบแบตเตอรี่เข้ากับแชสซีหรือโครงสร้างใต้ท้องรถอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น ทำให้ขอบเขตโครงสร้างของชุดแบตเตอรี่ในฐานะชิ้นส่วนอิสระเลือนรางลงไปอีก ในบางโซลูชัน ระบบแบตเตอรี่ยังถูกบูรณาการร่วมกับระบบจัดการความร้อน ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า และโมดูลควบคุมไฟฟ้าแรงสูง/ต่ำอีกด้วย ตัวอย่างที่เป็นตัวแทนของแนวทางนี้ ได้แก่ Tesla Model Y (เวอร์ชันโรงงานเท็กซัส) และ Leapmotor C10 ที่ติดตั้งโซลูชัน CTC 2.0 Plus
เป้าหมายทางเทคนิคของ CTB และ CTC นั้นสอดคล้องกัน นั่นคือการเพิ่มการใช้พื้นที่และความแข็งแกร่งของตัวถังผ่านการบูรณาการโครงสร้าง ความแตกต่างระหว่างสองแนวทางนี้เห็นได้ชัดเจนกว่าในการนำไปใช้ทางวิศวกรรม: CTB ทำให้เรียบง่ายขึ้นบนสถาปัตยกรรมตัวถังที่มีอยู่ โดยรักษาโครงแชสซีที่ค่อนข้างเป็นอิสระไว้ ในขณะที่ CTC มองว่าแชสซีและแบตเตอรี่เป็นหนึ่งเดียวกันตั้งแต่เริ่มต้น ซึ่งต้องการคำจำกัดความล่วงหน้าของแพลตฟอร์มรถยนต์ที่สูงกว่า
ข้อมูลตลาดบ่งชี้ว่า แม้ว่า CTB และ CTC จะยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการแพร่ขยายจากตลาดระดับบนสู่ตลาดแมส แต่เส้นทางเทคโนโลยีนี้ได้เริ่มกระจายลงสู่กลุ่มราคาที่ต่ำลง MG4 ปี 2026 นำเทคโนโลยี CTB มาสู่ช่วงราคา 60,000 ถึง 100,000 หยวน แสดงให้เห็นว่าโซลูชันการบูรณาการโครงสร้างไม่ได้จำกัดอยู่แค่รถยนต์ระดับหรูอีกต่อไป
ข้อกังวลเกี่ยวกับโซลูชันการบูรณาการโครงสร้าง
ความท้าทายโดยตรงที่สุดที่โซลูชันการบูรณาการโครงสร้าง CTB และ CTC เผชิญคือความคุ้มค่าในการซ่อมแซม
ในโซลูชัน CTM แบบดั้งเดิม ความผิดปกติบางอย่างสามารถซ่อมแซมได้ด้วยการเปลี่ยนโมดูล หลังจากที่ CTP ขจัดโมดูลออกไป โดยปกติแล้วชุดแบตเตอรี่ยังสามารถถอดออกเป็นชิ้นส่วนอิสระได้ แต่หน่วยซ่อมแซมที่เล็กที่สุดและความยากในการซ่อม ณ สถานที่นั้นขึ้นอยู่กับโครงสร้างเฉพาะ อย่างไรก็ตาม CTB และ CTC เพิ่มระดับการบูรณาการระหว่างแบตเตอรี่และตัวถังรถให้สูงขึ้นไปอีก ซึ่งอาจเพิ่มความยากในการถอดประกอบ การตรวจจับ และการประเมินความเสียหาย
ตามการประมาณการของอุตสาหกรรม ต้นทุนการซ่อมแซมต่อครั้งสำหรับโซลูชัน CTB/CTC นั้นสูงกว่าโซลูชัน CTP ถึง 3 ถึง 5 เท่า ในสภาวะความเสียหายเดียวกันเรื่องนี้สร้างความท้าทายใหม่ๆ ให้แก่บริษัทประกันภัย ระบบการซ่อม และการจัดการมูลค่าคงเหลือของรถยนต์มือสอง ในปัจจุบัน ผู้ผลิตรถยนต์บางรายเมื่อโปรโมตโซลูชัน CTB ก็เปิดตัวบริการสนับสนุนอย่าง “การรับประกันแบตเตอรี่ผสานตัวถัง” หรือ “เกราะแชสซี” ไปพร้อมกัน เพื่อบรรเทาความกังวลของผู้บริโภค แต่ปัญหานี้ยังไม่กลายเป็นโซลูชันมาตรฐานในระดับอุตสาหกรรม
นอกจากนี้ โซลูชัน CTB และ CTC ต้องการความแม่นยำในการผลิตยานยนต์และอุปกรณ์ตรวจจับหลังการขายที่สูงขึ้นอย่างมาก เมื่อแบตเตอรี่ผสานเข้ากับตัวถังแล้ว กระบวนการถอดออกจำเป็นต้องรื้อและประกอบชิ้นส่วนโครงสร้างตัวถังใหม่ ซึ่งอาจจำเป็นต้องยกระดับอุปกรณ์ซ่อมและความสามารถทางเทคนิคของโชว์รูม 4S แบบดั้งเดิม โดยมีต้นทุนการปรับโครงสร้างของระบบหลังการขายทั้งหมดเข้ามาเกี่ยวข้อง
ทิศทางวิวัฒนาการ
จาก CTM สู่ CTP และต่อไปยัง CTB และ CTC ทิศทางวิวัฒนาการของเทคโนโลยีการผสานรวมชุดแบตเตอรี่นั้นชัดเจน—ชั้นที่น้อยลงนำไปสู่ประสิทธิภาพพื้นที่สูงขึ้นและตัวถังที่แข็งแกร่งมากขึ้น นี่คือเส้นทางที่ก้าวหน้าซึ่งขับเคลื่อนด้วยประสิทธิภาพพื้นที่และต้นทุนการผลิต
แต่แนวโน้มนี้ไม่ได้เป็นการเร่งตัวเชิงเส้น เพื่อให้ CTB และ CTC ได้รับการนำมาใช้ในวงกว้าง นอกเหนือจากความก้าวหน้าทางวิศวกรรมแล้ว ยังจำเป็นต้องมีความก้าวหน้าไปพร้อมกันในระบบสนับสนุน เช่น มาตรฐานการซ่อม การตั้งราคาประกันภัย และการประเมินรถยนต์มือสอง จากข้อมูลอุตสาหกรรมในปัจจุบัน CTP จะยังคงครองตำแหน่งเทคโนโลยีหลักต่อไป ในขณะที่อัตราการเจาะตลาดของ CTB/CTC จะขึ้นอยู่กับสองตัวแปร ได้แก่ ระดับความเป็นมาตรฐานของโซลูชันการผสานโครงสร้าง และความรวดเร็วที่ต้นทุนการซ่อมและระบบประกันภัยปรับตัว