火爆新能源行業(yè)的CTC技術(shù) 或?qū)㈩嵏补饫w激光器行業(yè)？

近段時間，CTC技術(shù)一詞成為新能源汽車行業(yè)的頂流熱詞。在電化學(xué)創(chuàng)新相對緩慢的時期，這一結(jié)構(gòu)創(chuàng)新有效幫助新能源行業(yè)降本增效，同時也一定程度上提升了新能源車的續(xù)航里程。然而在近期筆者獲悉，CTC技術(shù)的理念已經(jīng)被引入激光行業(yè)，采用這種新理念設(shè)計及制造的激光器同樣引領(lǐng)了光纖激光器的變革。

什么是CTC技術(shù)？

CTC技術(shù)的靈感來源于飛機(jī)設(shè)計領(lǐng)域，將機(jī)翼內(nèi)原本獨(dú)立的燃料箱結(jié)構(gòu)，改進(jìn)為燃料箱與機(jī)翼融于一體，減少了零部件的數(shù)量與總裝工藝。這種改進(jìn)一方面起到提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的作用，另一方面也增加了油量裝載，提升了飛機(jī)航程。

這一理念被特斯拉率先引入新能源汽車行業(yè)，并率先運(yùn)用在Model Y車型上。數(shù)據(jù)顯示，在特斯拉車身一體壓鑄技術(shù)以及CTC技術(shù)的使用下，Model Y新車減重10％，車身部件減少370個，續(xù)航增加14％。

在此之前，動力電池結(jié)構(gòu)非常繁瑣，從內(nèi)到外分別為電芯、模組和電池包，由許多個電芯打包成一個模組，許多個模組再打包成電池包，最后安裝在車上，這一時期被稱為標(biāo)準(zhǔn)化模塊時代。但這種電池包結(jié)構(gòu)只有電芯提供電能，“過度打包”的結(jié)構(gòu)不僅需要設(shè)計、生產(chǎn)額外的零部件，也要占用額外的空間，導(dǎo)致“更少的電源驅(qū)動更多的負(fù)載”。

國內(nèi)的電池廠商也意識到這個問題并做出相關(guān)改進(jìn)，主要思路是設(shè)計更大的模組、減少模組數(shù)量甚至是無模組設(shè)計，以此來盡可能減少模組層面的零件數(shù)量和空間占用，其中又以寧德時代的CTP技術(shù)和比亞迪的刀片電池為代表。

而當(dāng)下大家熱議的CTC技術(shù)，則是以特斯拉、比亞迪、零跑等為代表的電池底盤一體化設(shè)計。這種技術(shù)的優(yōu)勢非常明顯，既能推動車企降本，還能有利于增加續(xù)航里程，此外還增加車內(nèi)空間提升駕乘舒適性。

CTC技術(shù)對激光行業(yè)產(chǎn)生哪些影響？

本月15日，凱普林召開了一場線上發(fā)布會，正式披露了閃電系列激光器取得成功的技術(shù)內(nèi)核——光纖激光器版的CTC技術(shù)（Chip to Chassis，芯片一體化技術(shù)）。這一技術(shù)理念與機(jī)翼油箱一體化集成、電池底盤一體化集成一脈相承，是通過把芯片、熱沉結(jié)構(gòu)、泵浦模塊與激光器進(jìn)行一體化設(shè)計，省去從芯片到泵浦模塊以及后續(xù)裝配環(huán)節(jié)，有效減輕泵源的體積和重量，實現(xiàn)高度的集成化。

正是由于對CTC技術(shù)的前瞻性布局研究，凱普林得以率先提出適用于光纖激光器領(lǐng)域的CTC技術(shù)方案，并在2022年正式推出基于CTC技術(shù)內(nèi)核的閃電系列光纖激光器。閃電激光器不僅自身在市場上取得成功，大受用戶歡迎，還直接引領(lǐng)了光纖激光器的小型化、輕量化發(fā)展趨勢，走出了光纖激光在比拼功率、亮度之外的第三條路。

CTC技術(shù)推動激光器實現(xiàn)小型化、輕量化，并由此顯著提升了下游設(shè)備的便攜度和高集成度，直接引發(fā)了下游設(shè)備和應(yīng)用場景的革新。其中最為明顯的當(dāng)屬激光手持焊市場。早期的手持激光焊接機(jī)，配備冷水機(jī)、老式的1000W單模塊激光器，柜箱體積達(dá)到1．05m3（相當(dāng)于一個老式洗衣機(jī)的體積）。隨著閃電系列激光器的普及，市場上開始出現(xiàn)體積超?。ń咏L(fēng)冷手持焊體積）的水冷激光手持焊機(jī)，讓水冷激光手持焊也進(jìn)入了后備箱時代。便攜性提升大大拓寬了水冷手持激光焊的使用場景，還補(bǔ)上了風(fēng)冷手持焊機(jī)雖便攜但高溫環(huán)境難以長期穩(wěn)定的短板。

此外，小型化激光器在應(yīng)用更普及的激光切割領(lǐng)域也觸發(fā)了結(jié)構(gòu)升級。過去的光纖激光切割機(jī)必須單獨(dú)給激光器配空調(diào)房，既要額外占地，也會增加安裝、維護(hù)的難度。目前已有一些設(shè)備廠把CTC的理念延伸到設(shè)備制造領(lǐng)域，取消了獨(dú)立的空調(diào)房，直接將光纖激光器集成進(jìn)機(jī)床的控制柜里，讓激光器能夠隨成套設(shè)備一體發(fā)貨，真正做到了拆機(jī)即用，還能節(jié)省30％以上設(shè)備安裝時間、降低運(yùn)輸成本。

為什么凱普林能率先掌握激光器的CTC技術(shù)？

當(dāng)然，盡管CTC技術(shù)優(yōu)勢明顯，但并不容易被復(fù)制，即便是已經(jīng)醞釀多年的新能源汽車領(lǐng)域，也只有寥寥數(shù)家企業(yè)真正掌握了CTC技術(shù)。這是因為主機(jī)廠雖然熟悉造車流程，但通常不具備電芯設(shè)計的能力，而電池廠往往又不熟悉汽車底盤的設(shè)計和制造要領(lǐng)，雙方均有欠缺。只有既懂電芯也懂造車，還具備三電系統(tǒng)高度集成能力的企業(yè)，才能真正將CTC技術(shù)的優(yōu)勢發(fā)揮出來。

而激光領(lǐng)域存在同樣的問題。純粹的泵浦源制造廠家和激光器制造廠家，盡管在各自的領(lǐng)域都有豐富的技術(shù)積累，但缺乏整體性、串聯(lián)解決問題的經(jīng)驗，還不能充分解決芯片一體化后的集成性與散熱性的問題。

而凱普林是泵浦源國產(chǎn)化的先驅(qū)企業(yè)，有著十余年的泵源制造經(jīng)驗，同時還有著名列前茅的光纖激光器整機(jī)銷量，屬于既懂泵源，也懂激光器整機(jī)的廠商，因此能夠率先破解激光器CTC技術(shù)密碼，并成功實現(xiàn)量產(chǎn)，最終引領(lǐng)光纖激光器的小型化時代。

小結(jié)

如今，小型化已成為繼高功率、高亮度之后，業(yè)內(nèi)共識的第三大激光器發(fā)展方向，而CTC技術(shù)則是實現(xiàn)激光器小型化且長期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。同時，CTC技術(shù)也為更高功率激光器的“縮骨”奠定了基礎(chǔ)——憑借CTC技術(shù)的成熟運(yùn)用和閃電系列激光器的成功，凱普林開發(fā)并研制了高亮度、準(zhǔn)單模新一代雷霆光學(xué)平臺，雷霆12kW光纖激光器整機(jī)尺寸比閃電系列縮小70％，成為目前市面上體積最小的12kW光纖激光器。

除此之外，CTC技術(shù)的落地也確保更高功率激光器能夠溫度運(yùn)行。據(jù)了解，凱普林通過功率合束技術(shù)及超高功率輸出技術(shù)，突破功率上限，實現(xiàn)高光束質(zhì)量輸出，最終實現(xiàn)100kW超高功率穩(wěn)定輸出。

從新能源汽車行業(yè)的發(fā)展來看，CTC理念從出現(xiàn)到升級，已經(jīng)逐步引發(fā)新能源汽車行業(yè)的技術(shù)變革。而光纖激光器領(lǐng)域的CTC技術(shù)，雖然還沒達(dá)到顛覆行業(yè)認(rèn)知的程度，但也顯著提升了激光器的性能和穩(wěn)定性，有效拓寬了激光的應(yīng)用場景。我們有理由相信，未來CTC技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用，將會為更多潛在的應(yīng)用領(lǐng)域帶來更為廣闊的發(fā)展前景。

審核編輯 黃宇