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

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ตัวเลขโฆษณาเกี่ยวกับระยะทางขับขี่และความหนาแน่นพลังงานของแบตเตอรี่รถยนต์พลังงานใหม่ได้รับการปรับปรุงขึ้นอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม หลายคนอาจไม่ได้สังเกตว่าการปรับปรุงดังกล่าวไม่ได้มาจากความก้าวหน้าครั้งใหญ่ในระบบไฟฟ้าเคมีทั้งหมด—การพัฒนาวัสดุแคโทด วัสดุแอโนด และสารอิเล็กโทรไลต์มักใช้เวลาหลายปีหรืออาจนานกว่านั้น การเปลี่ยนแปลงที่ตรงไปตรงมาเกิดขึ้นในระดับโครงสร้างภายในชุดแบตเตอรี่

CTM, CTP, CTB และ CTC เป็นเส้นทางเทคโนโลยีหลายเส้นทางที่มีระดับการผสานรวมแบตเตอรี่สูงขึ้นตามลำดับ ตรรกะร่วมกันคือเรียบง่าย: ลดชั้นกลางและบรรจุแบตเตอรี่ให้แน่นขึ้นในตัวถังรถ แต่โซลูชันแต่ละรุ่นแตกต่างกันในการแลกเปลี่ยนระหว่างการใช้ประโยชน์พื้นที่ ต้นทุนการผลิต และความง่ายในการซ่อม

I. CTM (Cell to Module): แนวทาง “ตุ๊กตาลดหลั่น” แบบดั้งเดิม

ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนารถยนต์พลังงานใหม่ วิธีการประกอบชุดแบตเตอรี่อาศัยแนวทางที่ค่อนข้างระมัดระวัง เซลล์แบตเตอรี่จะถูกประกอบเป็นโมดูลก่อน จากนั้นโมดูลจะถูกจัดเรียงเป็นชุดแบตเตอรี่ และสุดท้ายชุดแบตเตอรี่จะถูกยึดไว้ใต้พื้นรถ เซลล์→โมดูล→ชุดแบตเตอรี่→ตัวถังรถ จึงประกอบเป็นสี่ชั้นอิสระ

ข้อดีและข้อเสียของโซลูชันนี้ต่างเห็นได้ชัด ข้อดีอยู่ที่ความสะดวกในการซ่อม—หากโมดูลใดเสียหาย ก็สามารถเปลี่ยนเฉพาะโมดูลนั้นได้โดยไม่ต้องยุ่งกับชุดแบตเตอรี่ทั้งหมด ในขณะเดียวกัน เปลือกโมดูลยังช่วยปกป้องเซลล์เพิ่มเติม ส่งผลให้มีความปลอดภัยเชิงโครงสร้างที่ค่อนข้างสมบูรณ์ แต่ต้นทุนก็ตามมาโดยตรง: เปลือกโมดูล ขั้วต่อ และท่อหล่อเย็นกินพื้นที่จำนวนมาก โดยทั่วไปแล้ว อัตราการใช้พื้นที่ภายในของชุดแบตเตอรี่เหลือเพียงประมาณ 40% หมายความว่าด้วยปริมาตรเท่ากัน โซลูชัน CTM จะบรรจุเซลล์ได้น้อยที่สุด จึงจำกัดศักยภาพระยะทางขับขี่

เป็นเวลายาวนาน CTM เป็นตัวเลือกมาตรฐานของอุตสาหกรรม เพราะสอดคล้องกับตรรกะการแบ่งงานของห่วงโซ่อุปทานยานยนต์แบบดั้งเดิม—บริษัทแบตเตอรี่จัดหาโมดูล ขณะที่ผู้ผลิตรถยนต์รับผิดชอบการผสานรวม อย่างไรก็ตาม การแบ่งงานนี้ก็สร้างเพดานเชิงโครงสร้างเช่นกัน: อัตราการใช้ปริมาตรของชุดแบตเตอรี่นั้นยากที่จะทะลุผ่าน

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

การเปลี่ยนแปลงหลักที่ CTP นำเสนอคือการกำจัดชั้นโมดูลที่เป็นตัวกลาง ทำให้เซลล์สามารถประกอบเป็นแบตเตอรี่แพคได้โดยตรง อัตราการใช้พื้นที่เพิ่มขึ้นจากประมาณ 40% เป็นกว่า 70% ในขณะเดียวกัน เมื่อไม่มีโครงโมดูล ขั้วต่อ และตัวยึด จำนวนชิ้นส่วนในแพคแบตเตอรี่ก็ลดลง ส่งผลให้ต้นทุนการผลิตลดลงตามไปด้วย

ในอุตสาหกรรม มีสองแนวทางเทคนิคที่เกิดขึ้นสำหรับการนำ CTP ไปใช้

แนวทางแรกคือโซลูชันไร้โมดูลโดยสมบูรณ์ ซึ่งนำเสนอโดยแบตเตอรี่ใบมีดของ BYD ด้วยการผลิตเซลล์ให้มีลักษณะเป็นแผ่นยาวและจัดเรียงลงในแพคโดยตรง พร้อมโครงสร้างรองรับแบบรังผึ้ง ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มอัตราการใช้พื้นที่ แต่ยังรับหน้าที่ด้านโครงสร้างบางส่วนอีกด้วย อีกแนวทางคือโซลูชันแบบบูรณาการสูง ซึ่งนำเสนอโดย CTP 3.0 (แบตเตอรี่กิเลน) ของ CATL โดยรวมเซลล์เข้ากับชั้นกลางอเนกประสงค์แบบยืดหยุ่น เป็นหน่วยพลังงานแบบผสานรวม และยังรวมชิ้นส่วนอย่างคานขวาง คานตามยาว แผ่นระบายความร้อน และแผ่นฉนวนกันความร้อนเข้าด้วยกัน ช่วยให้การจัดวางภายในและการจัดการความร้อนเหมาะสมยิ่งขึ้น แบตเตอรี่กิเลนมีอัตราการใช้ปริมาตรถึง 72% และความหนาแน่นพลังงานระบบ 255 Wh/kg

ในด้านการเจาะตลาด CTP ครองตำแหน่งกระแสหลักอย่างชัดเจนแล้ว ขณะนี้ ผู้ผลิต NEV ชั้นนำในประเทศต่างเปิดตัวรถยนต์ที่ผลิตจำนวนมากซึ่งใช้โซลูชัน CTP ครอบคลุมทั้งแบรนด์อิสระและแบรนด์ร่วมทุน และมีช่วงราคาที่กว้างตั้งแต่ระดับเริ่มต้นจนถึงผลิตภัณฑ์ระดับสูง ในเวลาเดียวกัน ส่วนแบ่งตลาดของโซลูชัน CTM แบบดั้งเดิมก็ลดลงอย่างต่อเนื่อง โดยปัจจุบันคงเหลืออยู่ในรถยนต์ขนาดเล็กบางรุ่นหรือรถส่งออกบางรุ่นเท่านั้น โดยรวมแล้ว CTP ได้กลายเป็นเส้นทางเทคโนโลยีการบูรณาการแบตเตอรี่ที่แพร่หลายที่สุดในขณะนี้

III. CTB และ CTC: เมื่อแบตเตอรี่กลายเป็นส่วนหนึ่งของตัวถังรถยนต์

แนวคิดเบื้องหลัง CTB (Cell to Body) คือการรวมฝาครอบด้านบนของแบตเตอรี่แพคเข้ากับพื้นรถเป็นชิ้นส่วนเดียวกัน โดยติดตั้งเซลล์แบตเตอรี่ลงบนพื้นรถโดยตรง โดยไม่มีฝาครอบด้านบนของแบตเตอรี่แพคแยกต่างหาก ประโยชน์หลักของโซลูชันนี้คือการเพิ่มพื้นที่ว่างในแนวดิ่ง ทำให้ห้องโดยสารกว้างขึ้น หรือสร้างเงื่อนไขให้รถมีจุดยืนที่ต่ำลงได้ในขณะเดียวกัน เมื่อชุดแบตเตอรี่เข้ามามีส่วนร่วมในการรับน้ำหนักของตัวถัง ความแข็งแกร่งเชิงบิดของตัวรถทั้งคันจะเพิ่มขึ้นมากกว่า 70%.

BYD ซีรีส์ Seal และ Xiaomi ซีรีส์ Pengcheng เป็นรุ่นตัวแทนที่ใช้โซลูชัน CTB โดยความแข็งแกร่งเชิงบิดของตัวถัง Seal ที่ BYD ประกาศอย่างเป็นทางการอยู่ที่ 40,500 N·m/° ส่วน Xiaomi ประกาศว่าประสิทธิภาพเชิงปริมาตรของแบตเตอรี่ CTB อยู่ที่ 77.8%.

CTC (Cell to Chassis) ก้าวไปอีกขั้น ด้วยการผสานระบบแบตเตอรี่เข้ากับแชสซีส์หรือโครงสร้างส่วนล่างของรถอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น และทำให้ขอบเขตเชิงโครงสร้างของชุดแบตเตอรี่ในฐานะชุดประกอบอิสระอ่อนแอลง ในบางโซลูชัน ระบบแบตเตอรี่ยังถูกผสานรวมร่วมกับระบบจัดการความร้อน ชุดขับเคลื่อนไฟฟ้า และโมดูลควบคุมแรงดันสูง/ต่ำอีกด้วย ตัวอย่างที่โดดเด่นของแนวทางนี้คือ Tesla Model Y (ผลิตจากโรงงานในเท็กซัส) และโซลูชัน CTC2.0 Plus ที่ติดตั้งใน Leap Motor C10.

เป้าหมายทางเทคนิคของ CTB และ CTC นั้นสอดคล้องกัน กล่าวคือ แลกการผสานเชิงโครงสร้างเพื่อให้ได้อัตราการใช้พื้นที่และความแข็งแกร่งของตัวถังที่สูงขึ้น ความแตกต่างระหว่างสองแนวทางนี้สะท้อนให้เห็นเป็นหลักในการดำเนินงานทางวิศวกรรม: CTB ลดทอนองค์ประกอบจากสถาปัตยกรรมตัวถังที่มีอยู่ โดยยังคงโครงแชสซีส์ที่ค่อนข้างเป็นอิสระไว้ ส่วน CTC นั้น ถือว่าแชสซีส์และแบตเตอรี่เป็นหนึ่งเดียวกันตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบ ซึ่งต้องการการกำหนดแพลตฟอร์มยานยนต์ล่วงหน้าในระดับที่สูงกว่า.

จากข้อมูลตลาด แม้ว่า CTB และ CTC จะยังอยู่ในระยะเริ่มต้นของการกระจายจากตลาดบนลงสู่ตลาดมวลชน แต่เส้นทางเทคโนโลยีนี้ได้เริ่มขยายลงไปยังช่วงราคาที่ต่ำลงแล้ว โดย MG4 รุ่นปี 2026 นำเทคโนโลยี CTB มาใช้ในกลุ่มราคา 60,000–100,000 หยวน ซึ่งบ่งชี้ว่าโซลูชันการผสานโครงสร้างไม่ใช่การกำหนดค่าเฉพาะสำหรับรุ่นไฮเอนด์อีกต่อไป.

ข้อกังวลเกี่ยวกับโซลูชันการผสานโครงสร้าง

ความท้าทายโดยตรงที่สุดที่โซลูชันการผสานโครงสร้าง CTB และ CTC ต้องเผชิญคือความคุ้มค่าในการซ่อมแซม.

ภายใต้แนวทาง CTM แบบดั้งเดิม ความผิดปกติบางอย่างสามารถซ่อมแซมได้โดยการเปลี่ยนโมดูล เมื่อ CTP ขจัดโมดูลออกไป โดยปกติแล้วยังสามารถถอดชุดแบตเตอรี่ออกเป็นชุดประกอบอิสระได้ แต่หน่วยที่เล็กที่สุดสำหรับการซ่อมแซมหน้างานและความยากในการซ่อมจะขึ้นอยู่กับโครงสร้างเฉพาะCTB และ CTC ได้เพิ่มระดับการผสานรวมระหว่างแบตเตอรี่กับตัวถังรถยนต์มากยิ่งขึ้น ซึ่งอาจทำให้การถอดประกอบ การตรวจสอบ และการประเมินความเสียหายทำได้ยากขึ้น

ตามการประมาณการของหน่วยงานในอุตสาหกรรม ค่าซ่อมครั้งเดียวของโซลูชัน CTB/CTC สูงกว่าโซลูชัน CTP 3 ถึง 5 เท่าสำหรับความเสียหายที่เท่าเทียมกัน ซึ่งก่อให้เกิดความท้าทายใหม่แก่บริษัทประกันภัย ระบบการซ่อม และการจัดการมูลค่าคงเหลือของรถยนต์ใช้แล้ว ปัจจุบัน ผู้ผลิตรถยนต์บางรายเมื่อนำเสนอโซลูชัน CTB ก็ได้เปิดตัวบริการสนับสนุนเช่น “การรับประกันแบตเตอรี่-ตัวถังแบบรวม” หรือ “เกราะป้องกันแชสซี” ไปพร้อมกัน เพื่อบรรเทาความกังวลของผู้บริโภค แต่ยังไม่มีโซลูชันมาตรฐานในระดับอุตสาหกรรมเกิดขึ้น

นอกจากนี้ โซลูชัน CTB และ CTC ยังมีข้อกำหนดที่สูงขึ้นอย่างมากในด้านความแม่นยำในการผลิตยานยนต์และอุปกรณ์ตรวจจับหลังการขาย เมื่อแบตเตอรี่ถูกรวมเข้ากับตัวถังรถยนต์ การถอดประกอบจะต้องมีการถอดและติดตั้งชิ้นส่วนโครงสร้างตัวถัง อุปกรณ์ซ่อมและความสามารถทางเทคนิคของโชว์รูม 4S แบบดั้งเดิมอาจจำเป็นต้องยกระดับตามไปด้วย และเบื้องหลังคือต้นทุนในการปรับโครงสร้างระบบหลังการขายทั้งหมด

ทิศทางวิวัฒนาการ

จาก CTM สู่ CTP และต่อไปยัง CTB และ CTC ทิศทางการวิวัฒนาการของเทคโนโลยีการรวมชุดแบตเตอรี่มีความชัดเจน นั่นคือ ชั้นที่น้อยลง ประสิทธิภาพการใช้พื้นที่ยิ่งสูงขึ้น และความแข็งแกร่งของตัวถังเพิ่มขึ้น นี่คือเส้นทางความก้าวหน้าที่ขับเคลื่อนโดยประสิทธิภาพการใช้พื้นที่และต้นทุนการผลิต

ทว่าแนวโน้มนี้ไม่ใช่การเร่งความเร็วแบบเส้นตรง การที่ CTB และ CTC จะแพร่หลายในวงกว้าง นอกเหนือจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีวิศวกรรมแล้ว ระบบสนับสนุนอื่นๆ เช่น มาตรฐานการซ่อม การกำหนดราคาประกันภัย และการประเมินมูลค่ารถใช้แล้ว จำเป็นต้องได้รับการพัฒนาไปพร้อมกัน จากข้อมูลอุตสาหกรรมปัจจุบัน CTP จะยังคงรักษาตำแหน่งหลักไว้ ในขณะที่อัตราการรุกตลาดของ CTB/CTC จะขึ้นอยู่กับตัวแปรสองประการ ได้แก่ ระดับมาตรฐานของโซลูชันการรวมโครงสร้าง และความเร็วที่ต้นทุนการซ่อมและระบบประกันภัยสามารถปรับตัวได้

SMM New Energy Industry Research นักวิเคราะห์แบตเตอรี่ลิเธียมสำหรับผู้ใช้งานปลายทาง Fu Linqi

18122430020