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特斯拉公布五大技術創(chuàng)新:續(xù)航將提升54%,,成本將下降56%,!

2020-09-23
來源:芯智訊
關鍵詞: 特斯拉 電池

  美國當地時間9月22日,特斯拉舉行了“電池技術日”活動,,發(fā)布了五大創(chuàng)新技術,。馬斯克表示,如果這五大創(chuàng)新技術都能兌現,特斯拉汽車的續(xù)航能力將提高54%,,成本將下降56%,,超級工廠的投資將下降69%。馬斯克稱,,特斯拉有信心在未來三年內生產一輛售價僅為 25000 美元(約合 17 萬人民幣)的電動車,,這會是史上最便宜的一輛特斯拉汽車。

  值得注意的是,,這五大創(chuàng)新技術,包括了全新的“4680”型電池,,號稱能量密度提高五倍,,動力輸出提高6倍,續(xù)航里程可提高16%,。特斯拉CEO馬斯克稱,,新電池已經開始在一家工廠生產,將需要一年時間達到10千兆瓦時的產能,。

  另外,,早在今年4月,馬斯克就表示,,今年的電池日活動是“特斯拉歷史上最讓人興奮的日子之一”,,預計將于2020年投產一種新型電池,這種電池能夠驅動特斯拉汽車行駛百萬英里,,是普通電池包壽命的2-3倍,。據悉,這種電池是一種鋰離子電池,,是寧德時代與特斯拉合作生產的,,可以使電動汽車持續(xù)行駛100萬英里。馬斯克曾在推特上表示,,他將會在“電池技術日”活動上詳細介紹一項百萬英里電池項目,。

  但是,直到此次電池日活動結束,,投資者高度期待的“百萬英里電池”依然不見蹤影,。特斯拉股價也由上漲5%轉為下跌近7%。

  2019年銷輛增長50%,,今年有望實現30-40%的銷售增長

  特斯拉CEO馬斯克在“電池日”活動上表示,,特斯拉耗時15個月建起了上海工廠,期待上海工廠能實現100萬輛汽車/年的產量目標,。特斯拉的愿望是在全球各大洲都設工廠,,除了在中國、美國和歐洲,還希望未來在澳洲也建廠,。

  馬斯克稱,,特斯拉已經在Model S、3,、X,、Y車型上實現量產。2019年,,特斯拉的汽車出貨量增長了50%,,盡管處于非常困難的環(huán)境,2020年仍可能增長30%到40%,。特斯拉去年出貨36.75萬輛,,根據馬斯克的以上預測,今年將出貨47.75萬到51.45萬輛,,大致符合特斯拉此前公布的今年年度出貨預期水平50萬輛,。

  馬斯克還提到,特斯拉將在今后約一個月內發(fā)布有全自動駕駛選項功能的Autopilot系統(tǒng)測試版,。自動駕駛行業(yè)的平均事故發(fā)生率是每行駛100萬英里發(fā)生2.1起事故,,如果啟用特斯拉的Autopilot,事故發(fā)生率將只有0.3起/百萬英里,。

  對于此前發(fā)布的Cybertruck,,馬斯克稱已經收到了超過60萬輛訂單,預計銷量將達到每年25萬到30萬輛,。

  未來電池需求將達10TWh

  隨著特斯拉汽車銷量的持續(xù)增長,,對于電池的需求也在快速增長。根據預測,,特斯拉對于電池的需求將達到10TWh(10,000GWh),,其中包括3500GWh緊湊和中型車的電池需求;900GWh的豪華車和SUV,;1100GWh皮卡,;3000GWh的semi;1500GWh小型車和Robotaxi,。

  馬斯克稱,,目前電池規(guī)模化生產的速度不夠快,,產量很小,。為了讓電動汽車的生產增長速度繼續(xù)超過以汽油為動力的汽車,需要降低成本,,因此特斯拉計劃,,通過更大的圓柱形電池降低每千瓦時的生產成本,。

  五大創(chuàng)新技術

  特斯拉電池技術日發(fā)布了五大創(chuàng)新技術,包括:電池設計,、電池工廠,、正極材料、負極材料,、整車電池一體化,。

  1、電池設計:無極耳電池,、46800電池,、成本下降14%

  馬斯克表示,過去公司已經與合作伙伴一起,,完成了一次創(chuàng)新,,就是2008年的18650升級到2017年的21700,能量密度增加50%,。但是,在未來,,特斯拉將會采用全新的無極耳電池,。

  在原來的電池結構中,電流必須流經極耳才能到達電池單元外部的連接器,。但是,,當電流必須一直沿著陰極或陽極流到極耳并流出電池單元時,電阻也會隨著距離的增加而相應提高,。此外,,由于極耳是額外的零件,因此增加了成本,。采用無極耳電池,,會簡化制造過程,并將減少電阻,。


  除了無極耳電池之外,,特斯拉還將采用46800電池。更大的圓柱電池可以降低成本,,最大的挑戰(zhàn)是快充,。新電池長度80mm,直徑46mm,,能量增加5倍,,續(xù)航提升16%。量產地點在加州弗里蒙特工廠,。

 

  據介紹,,采用新的電池設計之后,成本可以下降14%。

 

  2,、電池工廠:干法電極,、生產工藝優(yōu)化、產能目標,、成本降低18%

  在電池工廠的生產工藝方面,,目前特斯拉采用的是濕法電極工藝,溶劑可以循環(huán)利用,。不過,,馬斯克表示,未來,,特斯拉也將采用干法電極工藝,,這樣做可以簡化工序。目前,,特斯拉已經進行了大量實驗,,最后能夠實現實際應用。但還沒有十拿九穩(wěn)的成熟,,還不能瘋狂擴大產能,。

  為了能夠最大可能簡化流程,降低產能投資,。特斯拉目標是未來在現在150GWh的工廠空間中能夠容納1TWh產能,,使得每GWh產能投資降低75%。


  在生產工藝優(yōu)化方面,,連續(xù)性的加工產出是特斯拉電池工廠的目標,,能夠效率最大化,并最大化產出,。1條組裝線做到20Gwh,,單線產出提升7倍。

  在產能目標上,,特斯拉計劃2022年達到100GWh產能,,2030年3TWh產能。其中2022年的100GWh是與供應商合作之外的完全自產的產能,。


  馬斯克表示,,在電池工廠環(huán)節(jié)的技術創(chuàng)新,可以使得成本下降18%,。

 

  3,、負極材料:硅負極、成本下降5%

  在負極材料創(chuàng)新上,,馬斯克表示,,硅非常重要,,地球上具有很豐富的資源,儲能性能更好,。大家不愿意用硅,,是因為他的膨脹,會與隔膜反應,,形成凝膠狀,。

  對此,特斯拉采用了新的材料來抑制硅膨脹,,用覆膜材料先給硅涂膜,,原材料處理后可以提升20%的續(xù)航里程。

  

  馬斯克表示,,特斯拉在電池硅材料上成本很低,,可以做到1.2美金/KWh。

  

  得益于負極材料技術上的創(chuàng)新,,使得成本可以下降5%,。

  4、正極材料:無鈷,、成本下降12%

  在正極(即陰極)材料方面,,特斯拉動力系統(tǒng)、能源和工程的高級副總Andrew Baglino稱,,硅材料的豐富程度僅次于氧。陰極(Cathodes)就像書架一樣,,鋰就是書本身,。特斯拉將從陰極上消除鈷,依賴鎳,。

 

  特斯拉在實現“無鈷化”的過程中,,將分為3步走:

  第一步是在正極材料中使用鐵,有很好的循環(huán)壽命,,應用于部分乘用車,,包括一款新車,主打性價比,;

  第二步是鎳錳材料,,比如2/3鎳和1/3錳,應用于主要的乘用車和儲能,;第三步到絕對意義上的高鎳,,應用于皮卡和卡車。

  馬斯克表示,,在能源密集型車型(Cybertruck/Semi)中,,特斯拉將使用100%鎳支撐,,而其他車型將使用鎳與其他化學物質的結合。這確保了大批量生產是可能的,。馬斯克再次重申,,他希望更多的人開采鎳。

  另外,,特斯拉將在美國建立正極材料工廠,,并將在那里建立鋰轉換工廠。因為可以減少80%的運輸成本,。

  馬斯克強調,,鋰是一種廣泛可用的資源,是地球上最常見的資源之一,。特斯拉已經獲得美國內華達州一個面積1萬英畝土壤含鋰礦的開采權,。僅內華達州就足以為美國所有車輛提供電力。

  

  此外,,特斯拉還計劃布局上游資源和電池回收,,來降低成本。

  特斯拉將在內華達州的一家工廠開始進行電池回收,。當前,,特斯拉和其他公司依靠第三方提供商提供此回收服務。長期計劃將使特斯拉從舊電池中制造出新電池,,從而改善環(huán)境影響,。

  在正極材料技術上的創(chuàng)新以及自建正級材料工廠和進行電池材料回收等舉措,使得成本可以下降12%,。

 

  5,、電池整車一體化:成本降低7%

  未來推動汽車車身一體化結構的設計。同時pack結構需要優(yōu)化,。在新的電池包設計中,,用更好的方式粘合,使得結構更加緊湊,。

  

  馬斯克表示,,將把電池直接內置在汽車結構中,這項創(chuàng)新的靈感來自飛機機翼上的油箱,。結構電池將減輕車輛的整體重量,。這將減少所需零件的總數(減少370個零部件)并加快生產速度。電池與車身更好的結合,,可以減重10%,,可能能帶來14%的續(xù)航增加。這一環(huán)節(jié)可以降低成本7%,。

  小結:

  馬斯克表示,,如果這五部分的創(chuàng)新都能兌現,,續(xù)航能力將提高54%,成本將下降56%,,超級工廠的投資將下降69%,。實現部分目標將需要12-18個月,完全實現則需要大約3年,。

  基于此,,馬斯克稱,馬斯克稱,,約三年后,,特斯拉有信心制造售價2.5萬美元的全自動駕駛汽車。

  不過,,馬斯克也表示,,此次活動所展示的部分技術只是“接近于可用”(close to working)。這些技術確實能用,,但是目前仍然無法大規(guī)模生產,,特斯拉已在加州設立了一個試驗工廠,來解決目前依然面臨的問題,,“前面有很明顯的成功道路,,但是目前要達到那里依然有大量工作要做?!?/p>

  

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