[บทวิเคราะห์ SMM] วิวัฒนาการของเทคโนโลยีการรวมชุดแบตเตอรี่รถยนต์พลังงานใหม่: จาก CTM สู่ CTP สู่ CTB/CTC

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ตัวเลขโฆษณาด้านระยะทางขับขี่และความหนาแน่นพลังงานของแบตเตอรี่ของรถยนต์พลังงานใหม่ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม หลายคนอาจไม่ได้สังเกตว่าการพัฒนาเหล่านี้ไม่ได้มาจากความก้าวหน้าของระบบเคมีไฟฟ้าโดยตรง—การพัฒนาวัสดุแคโทด แอโนด และอิเล็กโทรไลต์มักใช้เวลาหลายปีหรือนานกว่านั้น การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นโดยตรงมากกว่านั้นอยู่ที่ระดับโครงสร้างภายในชุดแบตเตอรี่

CTM, CTP, CTB และ CTC เป็นเส้นทางเทคโนโลยีที่ระดับการรวมตัวของแบตเตอรี่สูงขึ้นเรื่อย ๆ ตรรกะร่วมของพวกมันเรียบง่าย: ลดชั้นกลางและจัดเรียงแบตเตอรี่ให้แนบสนิทเข้ากับตัวถังรถมากขึ้น แต่วิธีการแก้ปัญหาแต่ละรุ่นก็มีความแตกต่างในด้านการแลกเปลี่ยนระหว่างการใช้พื้นที่ ต้นทุนการผลิต และความสะดวกในการซ่อมแซม

I. CTM (Cell to Module): แนวทาง "ตุ๊กตาซ้อนกัน" แบบดั้งเดิม

ในช่วงแรกของการพัฒนารถยนต์พลังงานใหม่ วิธีการประกอบชุดแบตเตอรี่ใช้วิธีที่ค่อนข้างอนุรักษ์นิยม โดยเริ่มจากการประกอบเซลล์เป็นโมดูล จากนั้นจึงนำโมดูลมาจัดเรียงเป็นชุดแบตเตอรี่ และสุดท้ายจึงติดตั้งชุดแบตเตอรี่ไว้ใต้พื้นรถ เซลล์→โมดูล→ชุดแบตเตอรี่→ตัวถังรถ จึงประกอบกันเป็นสี่ชั้นอิสระ

ข้อดีและข้อเสียของแนวทางนี้ชัดเจน ข้อดีคือความสะดวกในการซ่อม—หากมีโมดูลเดียวเสีย ก็สามารถเปลี่ยนเฉพาะโมดูลนั้นได้โดยไม่ต้องยุ่งกับชุดแบตเตอรี่ทั้งหมด ในขณะเดียวกัน เปลือกหุ้มโมดูลยังช่วยปกป้องเซลล์เพิ่มเติม ส่งผลให้มีความปลอดภัยด้านโครงสร้างที่ค่อนข้างสมบูรณ์ แต่ต้นทุนก็สูงเช่นกัน: เปลือกโมดูล ขั้วต่อ และท่อทำความเย็นใช้พื้นที่จำนวนมาก โดยปกติแล้วอัตราการใช้พื้นที่ภายในของชุดแบตเตอรี่จะอยู่ที่เพียงประมาณ 40% เท่านั้น นั่นหมายความว่าสำหรับปริมาตรที่เท่ากัน โซลูชัน CTM สามารถบรรจุเซลล์ได้น้อยที่สุด ซึ่งจำกัดศักยภาพด้านระยะทางขับขี่

เป็นเวลานาน CTM เป็นตัวเลือกเริ่มต้นของอุตสาหกรรม เพราะสอดคล้องกับตรรกะการแบ่งงานในห่วงโซ่อุปทานยานยนต์แบบดั้งเดิม—ผู้ผลิตแบตเตอรี่จัดหาโมดูล ขณะที่ผู้ผลิตรถยนต์รับผิดชอบการรวมเข้าด้วยกัน อย่างไรก็ตาม การแบ่งงานเช่นนี้ก็สร้างเพดานเชิงโครงสร้าง: อัตราการใช้ปริมาตรของชุดแบตเตอรี่นั้นยากที่จะทะลุผ่านไปได้

II. CTP (Cell to Pack): การขจัด “ตัวกลาง”

การเปลี่ยนแปลงหลักที่ CTP นำเสนอคือการขจัดชั้นโมดูลที่เป็นตัวกลาง ทำให้เซลล์สามารถประกอบเป็นชุดแบตเตอรี่ได้โดยตรง อัตราการใช้พื้นที่เพิ่มขึ้นจากประมาณ 40% เป็นมากกว่า 70% ในขณะเดียวกัน เนื่องจากโครงโมดูล ขั้วต่อ และอุปกรณ์ยึดถูกขจัดออกไป จำนวนชิ้นส่วนในชุดแบตเตอรี่จึงลดลง และต้นทุนการผลิตก็ลดลงตามไปด้วย

ภายในอุตสาหกรรม มีทางเลือกทางเทคนิคสองแนวทางที่แตกต่างกันสำหรับการนำ CTP ไปใช้

แนวทางหนึ่งคือโซลูชันไร้โมดูลโดยสมบูรณ์ ซึ่งมีต้นแบบจากแบตเตอรี่ใบมีดของ BYD ด้วยการผลิตเซลล์ให้เป็นแผ่นยาวและจัดเรียงลงในชุดแบตเตอรี่โดยตรง โดยมีโครงสร้างรังผึ้งรองรับ ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มอัตราการใช้พื้นที่ แต่ยังทำหน้าที่เป็นโครงสร้างบางส่วนด้วย อีกแนวทางหนึ่งคือโซลูชันที่รวมระบบสูง ซึ่งมีต้นแบบจาก CTP 3.0 (แบตเตอรี่ชี่หลิน) ของ CATL โดยรวมเซลล์เข้ากับชั้นยางยืดอเนกประสงค์ให้เป็นหน่วยพลังงานแบบบูรณาการ และผสานส่วนประกอบต่างๆ เช่น คานขวาง คานตามยาว แผ่นระบายความร้อน และแผ่นฉนวนกันความร้อนเข้าด้วยกัน ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการจัดวางภายในและการจัดการความร้อนให้ดียิ่งขึ้น แบตเตอรี่ชี่หลินบรรลุอัตราการใช้พื้นที่ปริมาตร 72% และความหนาแน่นพลังงานของระบบ 255 วัตต์-ชั่วโมงต่อกิโลกรัม

ในด้านการรุกตลาด CTP ได้ครองตำแหน่งหลักที่โดดเด่นแล้ว ปัจจุบัน ผู้ผลิตรถยนต์พลังงานใหม่รายใหญ่ของจีนได้เปิดตัวรุ่นที่ผลิตจำนวนมากซึ่งติดตั้งโซลูชัน CTP ครอบคลุมทั้งแบรนด์อิสระและแบรนด์ร่วมทุน และครอบคลุมช่วงราคาที่กว้างตั้งแต่ระดับเริ่มต้นไปจนถึงผลิตภัณฑ์ระดับพรีเมียม ในขณะเดียวกัน ส่วนแบ่งตลาดของโซลูชัน CTM แบบดั้งเดิมยังคงหดตัวลง ปัจจุบันยังคงมีอยู่เฉพาะในรถขนาดเล็กบางรุ่นหรือรุ่นส่งออกเฉพาะบางรุ่นเท่านั้น โดยรวมแล้ว CTP ได้กลายเป็นเส้นทางเทคโนโลยีการรวมแบตเตอรี่ที่แพร่หลายที่สุดในปัจจุบัน

III. CTB และ CTC: แบตเตอรี่กลายเป็นส่วนหนึ่งของตัวถังรถ

แนวคิดเบื้องหลัง CTB (Cell to Body) คือการรวมฝาครอบด้านบนของชุดแบตเตอรี่เข้ากับพื้นรถให้เป็นชิ้นส่วนเดียวกัน เซลล์แบตเตอรี่ถูกติดตั้งลงบนพื้นรถโดยตรง ทำให้ไม่ต้องมีฝาครอบด้านบนของชุดแบตเตอรี่แยกต่างหาก ข้อดีหลักประการหนึ่งของโซลูชันนี้คือการปลดปล่อยพื้นที่ในแนวตั้ง ทำให้ห้องโดยสารกว้างขวางขึ้น หรือสร้างเงื่อนไขให้ลดความสูงของตัวรถลงในขณะเดียวกัน เมื่อชุดแบตเตอรี่เข้ามามีส่วนร่วมในการรับน้ำหนักของตัวถัง ความแข็งแกร่งในการบิดของรถทั้งคันจะเพิ่มขึ้นมากกว่า 70%

BYD Seal series และ Xiaomi Pengcheng series เป็นรุ่นที่เป็นตัวแทนที่ใช้โซลูชัน CTB ค่าความแข็งแกร่งในการบิดของตัวถัง Seal ที่ BYD ประกาศอย่างเป็นทางการอยู่ที่ 40,500 นิวตันเมตรต่อองศา ส่วนประสิทธิภาพเชิงปริมาตรของแบตเตอรี่ CTB ที่ Xiaomi ประกาศคือ 77.8%

CTC (Cell to Chassis) ก้าวไปอีกขั้น โดยผสานรวมระบบแบตเตอรี่เข้ากับแชสซีหรือส่วนล่างของตัวถังอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น และลดทอนขอบเขตโครงสร้างของชุดแบตเตอรี่ในฐานะชิ้นส่วนอิสระลงอีก ในบางโซลูชัน ระบบแบตเตอรี่ยังผสานการทำงานร่วมกับระบบจัดการความร้อน ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า และโมดูลควบคุมแรงดันสูง/ต่ำอีกด้วย ตัวอย่างที่เป็นตัวแทนของแนวทางนี้ ได้แก่ Tesla Model Y (ผลิตที่โรงงานในเท็กซัส) และโซลูชัน CTC2.0 Plus ที่ติดตั้งใน Leap Motor C10

เป้าหมายทางเทคนิคของ CTB และ CTC นั้นสอดคล้องกัน กล่าวคือ แลกเปลี่ยนการผสานรวมโครงสร้างเพื่อเพิ่มการใช้พื้นที่และความแข็งแกร่งของตัวถัง ความแตกต่างระหว่างสองแนวทางนี้สะท้อนออกมาในเชิงวิศวกรรมการนำไปใช้งานเป็นหลัก: CTB จะลดทอนองค์ประกอบจากสถาปัตยกรรมตัวถังที่มีอยู่เดิม โดยยังคงโครงสร้างแชสซีที่ค่อนข้างเป็นอิสระไว้ ส่วน CTC นั้นจะมองว่าแชสซีและแบตเตอรี่เป็นหนึ่งเดียวกันตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบ ซึ่งต้องการการกำหนดแพลตฟอร์มรถยนต์ล่วงหน้าในระดับที่สูงกว่า

จากข้อมูลตลาด แม้ว่า CTB และ CTC ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการเจาะจากตลาดระดับบนลงสู่ตลาดแมส แต่เส้นทางเทคโนโลยีนี้ได้เริ่มขยายลงมายังกลุ่มราคาที่ต่ำลงแล้ว MG4 รุ่นปี 2026 นำเทคโนโลยี CTB มาใช้ในช่วงราคา 6 หมื่นถึง 1 แสนหยวน ซึ่งแสดงให้เห็นว่าโซลูชันการผสานรวมโครงสร้างไม่ได้เป็นอุปกรณ์พิเศษเฉพาะของรุ่นระดับสูงอีกต่อไป

ข้อกังวลเกี่ยวกับโซลูชันการผสานรวมโครงสร้าง

ความท้าทายโดยตรงที่สุดที่โซลูชันการผสานรวมโครงสร้าง CTB และ CTC ต้องเผชิญคือความคุ้มค่าในการซ่อมแซม

ในแนวทาง CTM แบบดั้งเดิม ความผิดปกติบางอย่างสามารถซ่อมแซมได้ด้วยการเปลี่ยนโมดูล เมื่อ CTP ขจัดโมดูลออกไป โดยทั่วไปชุดแบตเตอรี่ยังสามารถถอดออกเป็นชิ้นส่วนอิสระได้ แต่หน่วยที่เล็กที่สุดสำหรับการซ่อมหน้างานและความยากในการซ่อมจะขึ้นอยู่กับโครงสร้างเฉพาะCTB และ CTC เพิ่มระดับการผสานรวมระหว่างแบตเตอรี่กับตัวถังรถยนต์ ซึ่งอาจทำให้ความยากในการถอดประกอบ การตรวจสอบ และการประเมินความเสียหายสูงขึ้น

ตามประมาณการของสถาบันอุตสาหกรรม ค่าซ่อมแซมต่อครั้งของโซลูชัน CTB/CTC สูงกว่าโซลูชัน CTP ถึง 3 ถึง 5 เท่าสำหรับความเสียหายที่เทียบเท่ากัน สิ่งนี้สร้างความท้าทายใหม่ให้แก่บริษัทประกันภัย ระบบการซ่อมแซม และการจัดการมูลค่าคงเหลือของรถยนต์ใช้แล้ว ปัจจุบัน ผู้ผลิตรถยนต์บางรายเมื่อทำการโปรโมตโซลูชัน CTB ก็ได้เปิดตัวบริการสนับสนุน เช่น “การรับประกันแบตเตอรี่ผสานกับตัวถัง” หรือ “เกราะแชสซี” ควบคู่กันไป เพื่อลดข้อกังวลของผู้บริโภค แต่โซลูชันมาตรฐานในระดับอุตสาหกรรมยังไม่เป็นรูปเป็นร่าง

นอกจากนี้ โซลูชัน CTB และ CTC ยังมีข้อกำหนดที่สูงกว่าอย่างมากต่อความแม่นยำในการผลิตยานยนต์และอุปกรณ์ตรวจจับหลังการขาย เมื่อแบตเตอรี่ผสานเข้ากับตัวถังรถ กระบวนการถอดประกอบจะเกี่ยวข้องกับการถอดและติดตั้งชิ้นส่วนโครงสร้างตัวถัง อุปกรณ์ซ่อมและขีดความสามารถทางเทคนิคของศูนย์บริการ 4S แบบดั้งเดิมอาจต้องได้รับการอัปเกรดตามไปด้วย และเบื้องหลังคือต้นทุนในการปรับโครงสร้างระบบหลังการขายทั้งหมด

ทิศทางวิวัฒนาการ

จาก CTM สู่ CTP จากนั้นไปยัง CTB และ CTC ทิศทางของวิวัฒนาการเทคโนโลยีการรวมชุดแบตเตอรี่นั้นชัดเจน—ยิ่งมีชั้นน้อยลง ประสิทธิภาพด้านพื้นที่ก็ยิ่งสูงขึ้น และความแข็งแกร่งของตัวถังก็ยิ่งมากขึ้น นี่คือเส้นทางแห่งความก้าวหน้าที่ขับเคลื่อนด้วยประสิทธิภาพเชิงพื้นที่และต้นทุนการผลิต

ทว่าแนวโน้มนี้ไม่ใช่การเร่งความเร็วเชิงเส้น การที่ CTB และ CTC จะได้รับการแพร่หลายในวงกว้าง นอกเหนือจากความก้าวหน้าทางวิศวกรรมแล้ว ระบบสนับสนุน เช่น มาตรฐานการซ่อมแซม การตั้งราคาประกันภัย และการประเมินมูลค่ารถยนต์ใช้แล้ว จำเป็นต้องได้รับการพัฒนาไปพร้อมกัน จากข้อมูลอุตสาหกรรมปัจจุบัน CTP จะรักษาฐานะกระแสหลัก ขณะที่อัตราการแทรกซึมของ CTB/CTC จะขึ้นอยู่กับตัวแปรสองประการ ได้แก่ ระดับมาตรฐานของโซลูชันการรวมโครงสร้าง และความรวดเร็วที่ต้นทุนการซ่อมและระบบประกันภัยสามารถปรับตัวตามได้

ฝ่ายวิจัยอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ของ SMM นักวิเคราะห์ผู้ใช้ปลายทางของแบตเตอรี่ลิเธียม ฟู่ หลินฉี

18122430020