《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 電源技術(shù) > 業(yè)界動態(tài) > 特斯拉公布五大技術(shù)創(chuàng)新:續(xù)航將提升54%,,成本將下降56%,!

特斯拉公布五大技術(shù)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(guān)鍵詞: 特斯拉 電池

  美國當(dāng)?shù)貢r間9月22日,,特斯拉舉行了“電池技術(shù)日”活動,,發(fā)布了五大創(chuàng)新技術(shù)。馬斯克表示,,如果這五大創(chuàng)新技術(shù)都能兌現(xiàn),,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(nèi)生產(chǎn)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(shù),,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(jīng)開始在一家工廠生產(chǎn),,將需要一年時間達(dá)到10千兆瓦時的產(chǎn)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(yù)計(jì)將于2020年投產(chǎn)一種新型電池,,這種電池能夠驅(qū)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(jù)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(chǎn)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(shù)日”活動上詳細(xì)介紹一項(xiàng)百萬英里電池項(xiàng)目,。

  但是,直到此次電池日活動結(jié)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(zhuǎn)為下跌近7%。

  2019年銷輛增長50%,,今年有望實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)100萬輛汽車/年的產(chǎn)量目標(biāo),。特斯拉的愿望是在全球各大洲都設(shè)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(jīng)在Model S,、3,、X、Y車型上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),。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(jù)馬斯克的以上預(yù)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(yù)期水平50萬輛。

  馬斯克還提到,,特斯拉將在今后約一個月內(nèi)發(fā)布有全自動駕駛選項(xiàng)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(jīng)收到了超過60萬輛訂單,,預(yù)計(jì)銷量將達(dá)到每年25萬到30萬輛,。

  未來電池需求將達(dá)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(jù)預(yù)測,,特斯拉對于電池的需求將達(dá)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)?;a(chǎn)的速度不夠快,,產(chǎn)量很小。為了讓電動汽車的生產(chǎn)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(jì)劃,通過更大的圓柱形電池降低每千瓦時的生產(chǎn)成本,。

  五大創(chuàng)新技術(shù)

  特斯拉電池技術(shù)日發(fā)布了五大創(chuàng)新技術(shù),,包括:電池設(shè)計(jì)、電池工廠,、正極材料,、負(fù)極材料、整車電池一體化,。

  1,、電池設(shè)計(jì):無極耳電池、46800電池,、成本下降14%

  馬斯克表示,,過去公司已經(jīng)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(jié)構(gòu)中,,電流必須流經(jīng)極耳才能到達(dá)電池單元外部的連接器,。但是,當(dāng)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(yīng)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(chǎn)地點(diǎn)在加州弗里蒙特工廠,。

 

  據(jù)介紹,,采用新的電池設(shè)計(jì)之后,成本可以下降14%,。

 

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

  在電池工廠的生產(chǎn)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(jīng)進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn),最后能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)際應(yīng)用,。但還沒有十拿九穩(wěn)的成熟,,還不能瘋狂擴(kuò)大產(chǎn)能。

  為了能夠最大可能簡化流程,,降低產(chǎn)能投資,。特斯拉目標(biāo)是未來在現(xiàn)在150GWh的工廠空間中能夠容納1TWh產(chǎn)能,使得每GWh產(chǎn)能投資降低75%,。


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

  在產(chǎn)能目標(biāo)上,,特斯拉計(jì)劃2022年達(dá)到100GWh產(chǎn)能,,2030年3TWh產(chǎn)能。其中2022年的100GWh是與供應(yīng)商合作之外的完全自產(chǎn)的產(chǎn)能,。


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

 

  3,、負(fù)極材料:硅負(fù)極、成本下降5%

  在負(fù)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?yàn)樗呐蛎?,會與隔膜反應(yīng),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(fù)極材料技術(shù)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(shí)現(xiàn)“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(yīng)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(yīng)用于主要的乘用車和儲能,;第三步到絕對意義上的高鎳,,應(yīng)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(xué)物質(zhì)的結(jié)合,。這確保了大批量生產(chǎn)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(zhuǎn)換工廠,。因?yàn)榭梢詼p少80%的運(yùn)輸成本,。

  馬斯克強(qiáng)調(diào),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(jīng)獲得美國內(nèi)華達(dá)州一個面積1萬英畝土壤含鋰礦的開采權(quán)。僅內(nèi)華達(dá)州就足以為美國所有車輛提供電力,。

  

  此外,,特斯拉還計(jì)劃布局上游資源和電池回收,來降低成本,。

  特斯拉將在內(nèi)華達(dá)州的一家工廠開始進(jìn)行電池回收,。當(dāng)前,特斯拉和其他公司依靠第三方提供商提供此回收服務(wù),。長期計(jì)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(shù)上的創(chuàng)新以及自建正級材料工廠和進(jìn)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(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),。同時pack結(jié)構(gòu)需要優(yōu)化,。在新的電池包設(shè)計(jì)中,,用更好的方式粘合,使得結(jié)構(gòu)更加緊湊,。

  

  馬斯克表示,,將把電池直接內(nèi)置在汽車結(jié)構(gòu)中,這項(xiàng)創(chuàng)新的靈感來自飛機(jī)機(jī)翼上的油箱,。結(jié)構(gòu)電池將減輕車輛的整體重量,。這將減少所需零件的總數(shù)(減少370個零部件)并加快生產(chǎn)速度。電池與車身更好的結(jié)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(jié):

  馬斯克表示,,如果這五部分的創(chuàng)新都能兌現(xiàn),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(shí)現(xiàn)部分目標(biāo)將需要12-18個月,,完全實(shí)現(xiàn)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(shù)只是“接近于可用”(close to working),。這些技術(shù)確實(shí)能用,但是目前仍然無法大規(guī)模生產(chǎn),,特斯拉已在加州設(shè)立了一個試驗(yàn)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(dá)到那里依然有大量工作要做,。”

  

本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點(diǎn)。轉(zhuǎn)載的所有的文章,、圖片,、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有,。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無法一一聯(lián)系確認(rèn)版權(quán)者。如涉及作品內(nèi)容,、版權(quán)和其它問題,,請及時通過電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當(dāng)措施,,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失,。聯(lián)系電話:010-82306118;郵箱:[email protected],。