特斯拉公布五大技术创新:续航将提升54%,成本将下降56%!

美国当地时间9月22日,特斯拉举行了“电池技术日”活动,发布了五大创新技术。马斯克表示,如果这五大创新技术都能兑现,特斯拉汽车的续航能力将提高54%,成本将下降56%,超级工厂的投资将下降69%。马斯克称,特斯拉有信心在未来三年内生产一辆售价仅为 25000 美元(约合 17 万人民币)的电动车,这会是史上最便宜的一辆特斯拉汽车。
值得注意的是,这五大创新技术,包括了全新的“4680”型电池,号称能量密度提高五倍,动力输出提高6倍,续航里程可提高16%。特斯拉CEO马斯克称,新电池已经开始在一家工厂生产,将需要一年时间达到10千兆瓦时的产能。
另外,早在今年4月,马斯克就表示,今年的电池日活动是“特斯拉历史上最让人兴奋的日子之一”,预计将于2020年投产一种新型电池,这种电池能够驱动特斯拉汽车行驶百万英里,是普通电池包寿命的2-3倍。据悉,这种电池是一种锂离子电池,是宁德时代与特斯拉合作生产的,可以使电动汽车持续行驶100万英里。马斯克曾在推特上表示,他将会在“电池技术日”活动上详细介绍一项百万英里电池项目。
但是,直到此次电池日活动结束,投资者高度期待的“百万英里电池”依然不见踪影。特斯拉股价也由上涨5%转为下跌近7%。

2019年销辆增长50%,今年有希望实现30-40%的销售增长

特斯拉CEO马斯克在“电池日”活动上表示,特斯拉耗时15个月建起了上海工厂,期待上海工厂能实现100万辆汽车/年的产量目标。特斯拉的愿望是在全球各大洲都设工厂,除了在中国、美国和欧洲,还希望未来在澳洲也建厂。

马斯克称,特斯拉已经在Model S、3、X、Y车型上实现量产。2019年,特斯拉的汽车出货量增长了50%,尽管处于非常困难的环境,2020年仍可能增长30%到40%。特斯拉去年出货36.75万辆,根据马斯克的以上预测,今年将出货47.75万到51.45万辆,大致符合特斯拉此前公布的今年年度出货预期水平50万辆。

马斯克还提到,特斯拉将在今后约一个月内发布有全自动驾驶选项功能的Autopilot系统测试版。自动驾驶行业的平均事故发生率是每行驶100万英里发生2.1起事故,如果启用特斯拉的Autopilot,事故发生率将只有0.3起/百万英里。

对于此前发布的Cybertruck,马斯克称已经收到了超过60万辆订单,预计销量将达到每年25万到30万辆。

未来电池需求将达10TWh

随着特斯拉汽车销量的持续增长,对于电池的需求也在快速增长。根据预测,特斯拉对于电池的需求将达到10TWh(10,000GWh),其中包括3500GWh紧凑和中型车的电池需求;900GWh的豪华车和SUV;1100GWh皮卡;3000GWh的semi;1500GWh小型车和Robotaxi。

马斯克称,目前电池规模化生产的速度不够快,产量很小。为了让电动汽车的生产增长速度继续超过以汽油为动力的汽车,需要降低成本,因此特斯拉计划,通过更大的圆柱形电池降低每千瓦时的生产成本。

电池技术日发布的五大创新技术

特斯拉电池技术日发布了五大创新技术,包括:电池设计、电池工厂、正极材料、负极材料、整车电池一体化。

1、电池设计:无极耳电池、46800电池、成本下降14%

a)过去公司已经与合作伙伴一起,完成了一次创新,就是2008年的18650升级到2017年的21700,能量密度增加50%。

b)未来会采用无极耳电池。在原来的电池结构中,电流必须流经极耳才能到达电池单元外部的连接器。但是,当电流必须一直沿着阴极或阳极流到极耳并流出电池单元时,电阻也会随着距离的增加而相应提高。此外,由于极耳是额外的零件,因此增加了成本。采用无极耳电池,会简化制造过程,并将减少电阻。

▲图:无极耳电池

c)采用46800电池。更大的圆柱电池可以降低成本,最大的挑战是快充。新电池长度80mm,直径46mm,能量增加5倍,续航提升16%。量产地点在加州弗里蒙特工厂。

▲图:46800电池性能

d)采用新电池,成本可以下降14%。

▲图:更大的圆柱电池可以降低成本
▲图:采用46800电池,成本可降低14%

2、电池工厂:干法电极、生产工艺优化、产能目标、成本降低18%

a)采用干法电极工艺。已经有了湿法电极工艺,溶剂可以循环利用。公司也将采用干法电极工艺,公司进行大量实验,最后能够实现实际应用。但还没有十拿九稳的成熟,还不能疯狂扩大产能。优势是简化工序。

b)降低产能投资。能够最大可能简化流程。目标是未来在现在150GWh的工厂空间中能够容纳1TWh产能,每GWh产能投资降低75%。

▲图:产能投资降低

c)生产工艺优化。连续性的加工产出是公司电池工厂的目标,能够效率最大化,并最大化产出。1条组装线做到20Gwh,单线产出提升7倍。

d)产能目标。2022年100GWh产能,2030年3TWh产能。其中2022年的100GWh是与供应商合作之外的完全自产的产能。

▲图:产能目标

e)这一环节,成本可以下降18%。

▲图:成本可降低18%

3、负极材料:硅负极、成本下降5%

a)硅非常重要,地球上具有很丰富的资源,储能性能更好。大家不愿意用硅,是因为他的膨胀,会与隔膜反应,形成凝胶状。

b)公司采用新的材料抑制硅膨胀,用覆膜材料先给硅涂膜,原材料处理后可以提升20%的续航里程。

▲图:特斯拉硅材料处理方式

c)公司硅材料成本很低,可以做到1.2美金/KWh。

▲图:特斯拉硅材料成本

d)这一环节,成本可以下降5%。

4、正极材料:无钴、成本下降12%

在正极(即阴极)材料方面,特斯拉动力系统、能源和工程的高级副总Andrew Baglino称,硅材料的丰富程度仅次于氧。阴极(Cathodes)就像书架一样,锂就是书本身。特斯拉将从阴极上消除钴,依赖镍。

▲正极材料成本拆分

a)正极将消除钴的使用,依赖镍。分为3步走:第一步是在正极材料中使用铁,有很好的循环寿命,应用于部分乘用车,包括一款新车,主打性价比;第二部是镍锰材料,比如2/3镍和1/3锰,应用于主要的乘用车和储能;第三步到绝对意义上的高镍,应用于皮卡和卡车。

马斯克表示,在能源密集型车型(Cybertruck/Semi)中,特斯拉将使用100%镍支撑,而其他车型将使用镍与其他化学物质的结合。这确保了大批量生产是可能的。马斯克再次重申,他希望更多的人开采镍。

b)将在美国建立正极材料工厂,可以减少80%的运输成本。特斯拉已宣布在北美建立正极生产工厂,并将在那里建立锂转换工厂。马斯克强调,锂是一种广泛可用的资源,是地球上最常见的资源之一。特斯拉已经获得美国内华达州一个面积1万英亩土壤含锂矿的开采权。仅内华达州就足以为美国所有车辆提供电力。

▲图:在北美建立正极材料工厂

c)布局上游资源和电池回收,降低成本。特斯拉还将在内华达州的一家工厂开始进行电池回收。当前,特斯拉和其他公司依靠第三方提供商提供此回收服务。长期计划将使特斯拉从旧电池中制造出新电池,从而改善环境影响。

d)这一环节,成本可以下降12%。

▲图:正极材料成本拆分

5、电池整车一体化:成本降低7%

未来推动汽车车身一体化结构的设计。同时pack结构需要优化。在新的电池包设计中,用更好的方式粘合,使得结构更加紧凑。

▲图:pack结构优化
▲图:车身电池整合设计

马斯克表示,将把电池直接内置在汽车结构中,这项创新的灵感来自飞机机翼上的油箱。结构电池将减轻车辆的整体重量。这将减少所需零件的总数(减少370个零部件)并加快生产速度。电池与车身更好的结合,可以减重10%,可能能带来14%的续航增加。这一环节可以降低成本7%。

小结:

马斯克表示,如果这5部分的创新都能兑现,续航能力将提高54%,成本将下降56%,超级工厂的投资将下降69%。实现部分目标将需要12-18个月,完全实现则需要大约3年。基于此,马斯克称,马斯克称,约三年后,特斯拉有信心制造售价2.5万美元的全自动驾驶汽车。
不过,马斯克也表示,此次活动所展示的部分技术只是“接近于可用”(close to working)。这些技术确实能用,但是目前仍然无法大规模生产,特斯拉已在加州设立了一个试验工厂,来解决目前依然面临的问题,“前面有很明显的成功道路,但是目前要达到那里依然有大量工作要做。”

编辑:芯智讯-浪客剑   综合自网络

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