伴隨著汽車技術的快速發展，汽車的輕量化越來越受到重視。目前來看，汽車的輕量化主要歷經兩個環節，其一就是結構簡化，其二就是材料最佳化。汽車工業發展初期，主要採用非承載式車身結構，隨著設計工藝進步、規模效應降低成本，汽車的結構也就逐漸演替成了今天的承載式車身結構。
而在新能源化過程中，由於電池本身重量較大影響續航里程，汽車還在生產技術層面進行了再次最佳化，比如時下不少新能源汽車採用的壓鑄技術。這樣的車型有很多，除了早前面世的特斯拉Model Y，像零跑C11也採用了這種技術。
一體化壓鑄技術誕生的背景
在介紹一體化壓鑄技術之前，我們不妨回顧一下這項技術誕生的背景。正如前面提到的那樣，非承載式車身是車身設計的早期主流技術路徑，設計簡單、易於組裝，但因為重量較大，且經濟性、舒適性較差，所以在之後也就被承載式車身取代。
資料來源：General Motors官網、中金公司研究部
伴隨設計工藝進步，規模效應降低成本，承載式車身製造工藝得以普及，20世紀60年代末，乘用轎車普遍切換為更為輕便的承載式車身架構。1934年雪鐵龍推出第一款採用承載式車身的車型Traction Avant，該車型車身重心下降且更為舒適，隨後，通用、克萊斯勒等亦紛紛效仿，陸續推出承載式架構車型。
資料來源：北斗株式會社公司官網
對比傳統燃油車，新能源車對於汽車輕量化的需求顯然更為迫切。據《電動汽車車身結構輕量化研究》，若純電動汽車整車重量能降低10%，平均續航里程將增加5%-8%，與此同時，資訊還顯示，汽車整車重量每減少100kg，百公里電耗可降低約7。5%。基於這樣的背景，一體化壓鑄技術也就誕生了。
傳統整車製造工藝流程（資料來源：中金公司研究部）
一體化壓鑄技術有何優勢？
目前來看，傳統車身結構零部件較多，焊接等製造工序複雜，一體化壓鑄可實現提升生產效率的作用。按照傳統汽車的生產思路，汽車的白車身首先通過沖壓、擠壓、鑄造完成各零部件生產，再使用焊接、鉚接工藝將零部件進行連線。這樣的過程穩定，但是在裝配、生產的時候，過於複雜。
資料顯示，傳統汽車的白車身由300-500個零部件構成，焊接點位可達4000-6000個。受益於壓鑄機裝置噸位提升，車身壓鑄件向大型化、整合化發展，以奧迪A8為例，其減震塔鋁壓鑄件可替代原本由10個零件焊接而成的鋼製減震塔，實現減重10。8kg。再比如，特斯拉也採用了這一技術。
壓鑄機
簡單來說，一體化壓鑄就是以單個大型鋁鑄件替代大量的小型零件。和傳統汽車的白車身生產相比，這種技術也有其特殊性。步驟如下：
將熔化的鋁液灌入高壓模具，形成初步的形狀；
待鋁液冷卻後凝固，再將其放入水中加速冷卻；
待冷卻之後，零配件達標，即可變成最終的鑄件。
與傳統造車工藝相比，一體化壓鑄相當於覆蓋了衝壓和焊接兩個步驟。據國信證券《汽車一體化壓鑄專題研究》報告顯示，經過測算，
當鋁合金用量達到250kg時，就相當於減少了500kg的汽車用鋼量。
正如前面提到的那樣，類似於零跑C11的新能源電動車透過減重車身，可有效降低能耗，進而增加續航。
資料來源：特斯拉官網、中金公司研究部
以特斯拉工廠為例，其透過傳統工藝製造的Model 3後底板有70個零部件，而後底板一體化鑄造的Model Y僅需兩個零部件，經過了這種技術，其焊接點位從700-800個減少至50個。可見嗎，相較傳統衝壓-焊接工藝，壓鑄件材料利用率更高，且可以大量節約人力、物力成本。
資料來源：特斯拉官網、中金公司研究部
讓電池固定到底盤上，零跑CTC技術解析
在實現車身輕量化之後，零跑汽車也就將目光瞄準到了與汽車息息相關的電池身上，也就是大家經常提到的CTC技術，即cell-to-chassis，
這項技術是指將電池、底盤進行整合設計，提升車輛效能的技術。簡單來說，CTC技術就是拋棄掉組成電池包的諸多元件，將電芯直接安裝到底盤上。
目前來看，從零跑C11到最近亮相的零跑C01，主要經過了三個階段：
第一階段，CTM（Cell to Module）：最開始的新能源產業，希望將電芯標準化，進而利用規模化降低成本，例如比較典型的590模組等。雖然電池包開發簡單，但零部件多，空間利用率不高，導致電芯空間佔比減小。
資料來源：中金公司研究部
第二階段，CTP（Cell to Pack）：CTP就是直接將電芯整合在電池包上，這樣設計的優勢比較明顯，可以有效提升電池包的空間利用率和能量密度。除了前面提到的零跑C11，像比亞迪以及蜂巢能源等都擁有各自的CTP方案，比如，大家經常提到的刀片電池，就採用的CTP技術。
第三階段，CTC（Cell to Chassis）：進化到CTC階段，除了需要排布汽車內部的電池，還需要讓電池、電機、電控、車載充電機、底盤高度整合，最佳化動力分配、降低能耗。簡單來說，CTC技術就是直接跳過中間的所有環節，直接將電芯與底盤進行結合，進而最佳化整車的效能。
根據零跑官方公佈的資料，這套CTC方案將零部件數量減少20%，結構件成本減低15%，整車剛度提高25%，真正讓模組化與輕量化實現了兼備。
在空間部分，零跑C01底部取消了電池包箱體和上蓋，只留有電池下托盤，車身垂直空間增加10mm，內部空間再最佳化；
從最終的結果來看，這套方案也達到了一定的預期效果，不僅可以減少零件、降低成本，還可以進一步最佳化新車的輕量化。
不難看出，CTC在減重、最佳化車身佈置方面具備較強優勢，當然，除了零跑汽車，目前也有不少其他的品牌採用這種技術。
資料來源：中金公司研究部
CTC技術並不完美
從傳統的壓鑄技術，過渡到CTC方案，雖然進步比較明顯，但在一些細節部分依舊有待最佳化。首先，其增加了使用者的潛在使用成本。眾所周知，採用該技術的車型，採用了電池組和底盤的一體設計，在車輛出現事故時，會大大增加消費者的維修成本。
在中保研最新評測中，特斯拉Model Y的可維修性和維修經濟性成績均為P（最差），今年 2 月，一起特斯拉倒車時與牆角相撞、維修費需要 20 萬元（新車 28 萬元）的單邊事故，就是比較直接的證明。
其次，雖然取消了電池包的車輛變得更輕、續航更久，但這也意味著車內乘員與電池間的防護層消失。所以如果汽車的電池出現熱失控情況，使用者會直觀地感受到電池發熱，甚至會增加車輛發生自燃的風險。
最後就是電池衰弱問題，因為電池與汽車的底盤融合成了一體，所以在更換電池的時候，汽車的底盤勢必會受到影響。同時，時下的換電技術，在這臺車上也是不存在的。所以，對於那些搭載了這項技術的車型來說，有利有弊。
結束語：
對比傳統燃油車，新能源車對於輕量化的需求更為迫切，基於前面的分析不難看出，從零跑C11到最近亮相的零跑C01，除了傳承有一體化壓鑄技術，擁有更高空間利用率的CTC也是很值得一看的。但需要說明的是，受限於結構上的固定設計，CTC對於時下新能源車來說，或許也是一個過渡技術。在未來，如果可以兼顧換電、安全以及空間利用率等各種優勢，那汽車的輕量化和安全性等表現，必然可以在現在的基礎上再進一步。不過就當前市場生態來說，一體化壓鑄技術可以視為時下新能源車的主流工藝，至於其他技術如何發展，我們還會繼續跟進。