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特斯拉将自建超级电池工厂,三年内推出 25,000 美元新车

2024-03-29 226


特斯拉 2020 电池日今天开展,马斯克正式宣布特斯拉将开始自制电池,并打造全新超级电池工厂,新电池预期将会大幅提升续航力,同时更加便宜,未来特斯拉将有机会推出 2 万 5 千美元的平民电动车。

电池日之前,特斯拉先进行了股东大会,几个快速重点整理给有兴趣的读者。

“特斯拉应该是目前唯一一家在中国的纯外资公司,我们在 15 个月内从一块荒地,盖起了上海超级工厂,带动了整个销售。”马斯克(Elon Musk)表示,特斯拉目前已经连续 4 季成功获利(GAAP),并持续创造正向现金流,现在正努力让柏林超级工厂以及位于德州奥斯丁的超级工厂上线,持续让公司财务更健康。

2020 是疯狂又诡异的一年,仰赖团队与消费者和投资人的协助,在过去一年内,在全球车业都陷入负成长时,特斯拉是唯一一个正成长的车厂。

最后,可能是回应近期另一家电动车新创 Nikola 的跑路谣言,马斯克提到,“设计原型车很酷也很不容易,但是设计能够真正造车的工厂和产线,难度大概是十倍甚至百倍。这些产线看起来好像很像,但是我们致力于让每个产线更加有效率,这就是让我们持续成长的核心竞争力。”

选在全球关注的发表会前,先进行股东大会,是科技公司少见的操作,背后的思维就留待读者自行想像了。

重头戏:超级电池工厂

一开场马斯克就丢出两个大目标。首先,要达成特斯拉成立的目标,打造能够永续的能源,在电动车部分需要比现在多一百倍的电力和电池,以特斯拉全产线来看,总共的电池组容量要从目前的 0.06 TWh 成长到 10 TWh,这是特斯拉的新目标。T 代表 Terra,也就是 Giga 的一千倍。

如果按照目前的生产模式,特斯拉需要盖 135 座超级工厂,大约需要 200 万名员工跟 20 亿美元建造预算,看起来不太可行。

第二个目标,是要打造更便宜的电池。虽然电动车市场在成长,但是电动车依然不是一个平民选项,但目前的电池制造成本下降的速度并不如预期。

因此,特斯拉的解决方法就是打造一个自己的“超级电池工厂”,自行负责电池设计、生产、电极材料等,加速电池产能,同时减低制造成本。特斯拉预计在一年内,新电池工厂的产量将达到 10 GWh,并持续成长。

▲全面自制电池将会提供三方面的优势。

从 2008 年到现在,同样体积的电池,电池容量已经成长了 50%,但对特斯拉来说,这个成长速度远远不够。马斯克介绍了 5 个特斯拉自制电池的新制程,话说在前头,这些技术都是极端困难的新发明,碍于篇幅我们无法写到最细节,但不表示这些技术很简单。

▲ 特斯拉自制电池,将在性能上大跃进。

全新设计的特斯拉自制电池,简化了锂离子电池的缠绕方式,缩短电子在电池内的移动距离,新电池提供了更好的容量与效能。

▲ 新的电池缠绕方式,简化了现行锂离子电池的制造过程。

电池制程中,各种金属材料从粉末到压制成片状的过程非常复杂,特斯拉设计了一款新的溶剂压制机,将搅拌、溶制、干燥、成型的过程全部在一个机器内完成,能够达成十倍制造效率,但是“真的很难,我只能说我们快要让它成功了,但没这么快。”马斯克说。

连爱说大话的马斯克都讲得这么保守,可以想像这个难度有多高。

在电池组装部分,特斯拉将重新设计所有生产线上的设备,打造一条电池组装高速公路,可以让组装速度提升 7 倍,同时工厂占地也会更小,让一家工厂就能达到其他电池厂数倍以上的产能。

“未来可能所有车厂都会有长续航电动车,也可能都有自动驾驶,但特斯拉要成为最好的制造者,从各个方面来说都是。”马斯克说。(谜之声:你的公差呢?)

提升效能的同时,特斯拉电池工厂的另一个使命是要缩小制造过程的耗电与碳足迹,他们的目标是 10%,不是缩小 10%,而是成为目前电池工厂的 10% 耗能。“我们新的中程目标是 2030 年,要达到每年 3 TWh 的电池产能,不过其中将会有一部分是跟合作的电池厂商购买。”马斯克说。

在内容部分,锂离子电池使用的金属材料决定了它的价格和性能。阳极部分,特斯拉将会引进大量硅化阳极,让电池更加便宜,续航提升 20%。阴极材料如之前马斯克说过的,镍是特斯拉往后最重视的金属,他们将会发展出不同镍含量的电池,提供不同能量密度电池,让多种车辆可以有最好的能量价格比。

▲ 锂离子电池阴极制程中,特斯拉准备重新设计产线,并移除废水。

在电池阴极制程中,35% 的成本来自“制造过程”,特斯拉想要透过新的产线设计,减少人力投入,能够缩减 76% 的制造成本,同时重新设计制程中的水循环,将原本的废水降为 0。

超级电池工厂之后,还有特斯拉矿场

随着电动车与电池大量增加,各种金属原料价格也在上涨,甚至可能成为国际政治角力筹码。为了避免断货状况,特斯拉不仅要自制电池,还研究了自己挖矿,他们已经获取了内华达的一处一万亩土地,透过他们自行研制的挖矿机来开采该处丰富的锂矿,特斯拉估计光是这个矿场的产量,足以提供全美国所有车辆都换成电动车的所需。

自行挖矿另一个重点好处是,特斯拉能够完全掌控过程中的环境影响,以及目前有不少争议的劳工权益问题。

在 Model Y 的一体成型铸造过程中,简化了组装零件,大幅降低成本并提升制造速度。从这一点上,特斯拉想出了一个借镜飞机的新概念:把电池做成车身,称为 structural batteries 结构化电池。

▲ 飞机的燃料储存在机翼内,特斯拉将这个概念搬到车身上。

在车身铸造过程中,机器就将电池组直接“贴在”车身上,搭配碳纤维支架,形成一个蜂巢状结构,节省了电池组周边的零组件结构空间,同时还能提升车身强度。

更重要的是,透过这个方式,将可以进一步缩短整个制造过程 10% 的时间,创造出的新空间可以装进更多电池,提升大约 14% 续航力。

▲ 特斯拉电池工厂将会让每度电价格比,大幅下降,超出原先的分析预测。

“从我创立这家公司开始,我的梦想就是打造出比燃油车更便宜的电动车”,马斯克表示,特斯拉自制的电池工厂,将会让特斯拉在 3 年内有机会推出 2 万 5 千美元的平民新车

电池日最后,马思克也宣布目前特斯拉性能最强的车款,“Plaid Model S”将开放预购,这款上周于拉古纳赛道创下历史最佳纪录的车辆,最快 2021 可以开始交车。

快速心得

简单说,特斯拉在过去几年造车时开发了大量自动化技术,现在他们要将这些技术带到电池制造过程,一口气导入新材料、新制程和新技术,这是电动车发展历史上重要的事件,如果特斯拉能够达成这些目标,2030 年前我们就有机会看到新台币百万元以下的特斯拉,同时还保持至少跟目前 Model 3 同级的性能。

然而,以上每一项制程改善,都是巨大的挑战,马斯克多次证明了自己的成功,但也留下多次吹牛纪录,这些目标能否实现,现在还不能太乐观。但可以肯定的是,全世界最紧张的公司,不是 Toyota,也不是 GM 或福斯,而是特斯拉长期电池伙伴 Panasonic。

(图片来源:Tesla)

2020-09-23 11:07:00

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