特斯拉能夠為業(yè)內稱道的是它的無人駕駛技術,其L3級自動駕駛已經非常成熟,也就是環(huán)境限定自動駕駛,駕駛員只需要手放在方向盤上,車輛自動行駛到目的地。控制好數(shù)量龐大的電芯是特斯拉保留的關鍵技術,特斯拉可以實現(xiàn)了超7000節(jié)電池的一致性管理,在電池冷卻、安全、電荷平衡等領域擁有140項核心專利技術。電池管理其實在早些年算是特斯拉的技術強項,但是隨著近來電池密度的提升,各種無模組電池包的運用,特斯拉那套電池管理技術,已經達不到領先水平了。
特斯拉不僅僅在電池方面有優(yōu)勢,自動駕駛也是極強的。使用Autopilot 自動***駕駛功能外,通過,超聲波傳感器以及運行全新的、由 Tesla 自主研發(fā)的神經網(wǎng)絡,特斯拉汽車所用電動機為自主研發(fā)的三相感應電機,擁有最優(yōu)化的纏繞線性,能夠最大限度的減少阻力以及能量損耗。就在這樣能源緊張的情況下,特斯拉開啟了電動能源的新篇,利用無限的太陽能轉換為汽車的供能,***用7千多節(jié)的1865號電池代替了汽油的消耗,因此節(jié)能技術的創(chuàng)新在特斯拉身上顯露出了光環(huán)。
特斯拉之所以能做到“軟件定義汽車”,根本上還是把車內所有的硬件都打通了,為了做到這一步,特斯拉所有硬件基本都是自己編程,納入整體的規(guī)范中,特斯拉100多倍的估值,實際上就是將特斯拉看成是了高科技技術企業(yè),這點上還是需要正視,才能更好的投入和積累,不說反超,至少可以跟上特斯拉。這就是特斯拉的魅力,不僅僅是酷炫,而實力也是強悍的。
特斯拉有什么發(fā)明?
造勢了大半年后,馬斯克所說的“特斯拉歷史上最激動人心的一天”——特斯拉電池日終于來了!這也是特斯拉首次專門針對電池技術舉辦發(fā)布會。在發(fā)布會中,最大的重頭戲是特斯拉發(fā)布了全新的“4680”型電池,如果電池設計、電池工廠、正極材料、負極材料、整車電池一體化這5部分創(chuàng)新都能兌現(xiàn)的話,新電池的續(xù)航能力將能夠提升54%,成本會下降56%。不得不說,這是個非常了不起的成就。
“4860”電池登場
電池電芯設計:無極耳電?
在過去的幾年中,特斯拉與松下一起,完成了一次創(chuàng)新,那就是將18650電池升級到了21700電池,在升級的過程中,電池的能量密度增了約50%,續(xù)航能力也大幅提升。這一次的創(chuàng)新,特斯拉帶來了46800電池,無極耳電池。
無極耳電?
目前的電池結構中,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。除此之外,由于極耳是額外的零件,因此增加了制造成本。相比傳統(tǒng)的電池結構,無極耳電池的制造過程會更加的簡單,也會進一步減少電阻。當然了最大的優(yōu)勢是它不但能夠提升16%的續(xù)航能力,還能將成本降低14%。
沒有了極耳,生產效率會變得更高,而且電池可以做到比較大,這款新電池的直徑是46mm,高度是80mm,單電芯容量是之前的5倍。特斯拉的工程師通過對單元中現(xiàn)有箔片進行“激光圖案化”,形成了電池的帶狀螺旋,這樣的結構縮短了50mm的電氣路徑長度,從而減少了離子傳導的距離,這樣的結構有利于電池工作散熱與減少能量損耗。通過對電池外形設計的改變,就能將每千瓦時的成本降低14%。
4860電?
正極材料:減少對鈷的使用
在新電池中,正極材料部門將會消除對鈷的使用,轉而依賴鎳。這樣做的好處是能夠將成本降低12%。其實這不難理解,從金屬角度講,鎳的能量密度最高、成本反而最低,所以要用越來越多的鎳代替鈷。它們的作用是讓電池結構擁有足夠的穩(wěn)定性,鈷能做到這一點,同樣鎳也能做到。
在儲能方面,特斯拉旗下的車輛中,需要長循環(huán)的可以使用鐵鋰電池、2/3鎳和1/3錳,應用于主要的乘用車,而對于質量敏感的皮卡和卡車可以用高鎳電池。為了降低成本,特斯拉還準備在美國建立正極材料工廠,這樣一來可以減少80%的運輸成本,此外特斯拉還會布局上游***和電池回收,進一步降低成本,拉拉雜雜的這些如果全部實現(xiàn)的話,在這一個環(huán)節(jié)中,成本就可以下降12%。
關于負極材料:硅負極
在負極技術方面,高能量密度的動力電池一直面臨著負極材料體積變化的問題,這一問題可能會導致負極材料顆粒破裂、絕緣層擴散與SEI膜變薄等隱患,每一項都會影響電池的壽命與性能,且這些問題在硅基負極上體現(xiàn)得更加明顯。
為解決這些問題,特斯拉通過將離子傳導的高分子化合物集成,形成了高強度的分子網(wǎng)絡,生產了更加穩(wěn)固的負極材料。馬斯克表示,特斯拉用非常高彈性的材料抑制了硅基負極材料的膨脹,達到提升電池續(xù)航20%的目的。在這一基礎上,其負極生產成本能夠達到1.2美元/kWh,在這個環(huán)節(jié)中成本可以下降5%。
整車電池一體化:減重10%?續(xù)航提升14%
據(jù)馬斯克介紹,特斯拉未來還將推動汽車車身一體化的設計,在整車集成方面,特斯拉***取了去模組的設計,這將會減少370過個電池的組件。在新的電池包設計中,使用更好的方式粘合,使得電池結構更加緊湊。電池與車身更好的結合,可以將電池組減重10%,這可能會帶來14%續(xù)航能力的增加。在這個環(huán)節(jié)中,特斯拉可以實現(xiàn)降低7%的成本。
電池工廠和產能
上面我們簡單介紹了全新電池的黑科技,厲害是厲害,但是特斯拉得把它完完全全的生產出來才能兌現(xiàn)開篇所說的結果。不過特斯拉在這方面確實不是空口白說,它在2019年收購的?Maxwell,有著深厚的技術積累和眾多的專利技術。據(jù)說,新電池已經開始在一家工廠生產,一年的時間就能夠達到10千兆瓦時的產能。特斯拉還表示僅需?1?條新生產線,設計產能就高達?20GWh,并且可以提供7倍的產線輸出。
電池工廠
除此之外,生產出來的電池需要確保充好電才能裝車交付,特斯拉同時還設計了全新的充電設施,號稱可以減少86%?的隊列成本,75%?的碳足跡。所有這些設施加持下,新的生長線產量是過去的(2018?年?gigafactory)?6.6?倍,同時每?GWh?生產成本能夠減少?75%,每?GWh?碳足跡僅有?1/10。我們把范圍放大到10年以后,特斯拉的***是?2022?年達到?100GWh?的電池產能,2030?年達到?3TWh,這雄心壯志絕非一般人能有。
對于此次特斯拉發(fā)布的全新電池技術,我們也找到了業(yè)內主流電池研發(fā)的工程師進行了咨詢。而從電池技術的專業(yè)角度來看,46800電池顛覆了目前鋰電池的設計,并且綜合了鋰電池和超級電容器兩者的優(yōu)勢,加之取消了傳統(tǒng)的極耳設計,隨著內阻降低,電池在工作時的發(fā)熱量也會減少,其電池的安全性能會再度提升。不過圓柱形電池對pack成組工藝要求很高,這是特斯拉將要面對的一個重要考驗。
對于特斯拉最新發(fā)布的電池技術能否被***的問題,工程師的回答也相對保守,他表示短時間內應該不會有廠家會去***和模仿特斯拉的電池方案,因為特斯拉的電池方案有其特殊性,可能應用在他們自己的產品上還可以,短時間很難應用到其他家產品當中,至于特斯拉的電池方案是否會改變現(xiàn)有動力電池技術方向,工程師表示從目前來看還很難說。
縱觀整個特斯拉電池日,特斯拉提出的全新電池解決方案,是從電芯設計、正/負極材料、電池工廠乃至車輛整合全流程降低電池生產成本,同時進一步提升了電池的性能。相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計,在一系列電池技術的革新之后,特斯拉動力電池的成本將會控制在100美元/kWh上下,而相比于其他幾家動力電池制造商,目前松下動力電池的成本約為111美元/kWh左右、LG化學電池成本約為148美元/kWh左右,寧德時代的成本則在118美元/kWh左右,特斯拉目前的電池成本在業(yè)界屬于最低水平。
當電池的成本降低,隨之而來的便是售價更低的全新車型。在電池日上,埃隆·馬斯克也宣布售價在2.5萬美元左右的全新車型將在2022年量產。新車將搭載最新的電池技術,只不過在新車量產前,特斯拉需要解決的還是全新電池的產能問題。
總結:
對于此次的特斯拉電池日,硅谷鋼鐵俠埃隆·馬斯克不僅僅提出了純電動車最新的電池解決方案,更是加速了動力電池工廠的技術革新,在汽車制造廠商逐步進軍零部件研發(fā)中后,作為曾經的供應商將加速自身技術的發(fā)展和變革。相信在此之后,純電動車的動力電池技術將會迎來一波新的技術革新浪潮。
不過隨后馬斯克也表示,本次電池日活動中所展示的部分技術只是接近于可用的狀態(tài),但是目前仍然無法大規(guī)模的生產,特斯拉已經在加州設立了一個實驗工廠,來解決目前存在的那部分技術問題。最后我們用馬斯克的一句話,來結束今天的話題:“為了未來的可持續(xù)化發(fā)展,我們正在涉足電池生產,過去我們?yōu)榱嗽斐鲎詈玫能嚕ㄔ炝爽F(xiàn)在的工廠與設備?,F(xiàn)在,為了生產電池,我們也將做出同樣的事?!?/p>
本文來源于汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。
特斯拉的核心技術優(yōu)勢在于
特斯拉的主要成就有交流電系統(tǒng)、無線電系統(tǒng)、無線電能傳輸、雷達、放***射機。1856年7月10日,特斯拉生于南斯拉夫克羅地亞的斯米良。1895年,他替美國尼加拉瓜發(fā)電站制造發(fā)電機組,該發(fā)電站至今仍是世界著名水電站之一。
18***年,他使馬可尼的無線電通信理論成為現(xiàn)實。1898年,他制造出世界上第一艘無線電遙控船,無線電遙控技術取得專利。1899年,他發(fā)明了X光(X-Ray)攝影技術。其他發(fā)明包括:收音機、雷達、傳真機、真空管、霓虹燈管、飛彈導航、星球防御系統(tǒng)等。
擴展資料
人造閃電
在實驗室中,特斯拉成功制造出人造閃電。
特斯拉通過自己的接收器觀察了閃電并研究了大氣電。
特斯拉研究如何無線傳輸能量與電力。他在自己的實驗與發(fā)現(xiàn)的基礎之上通過計算得出地球的共振頻率接近8赫茲。20世紀50年代,研究人員證實電離層的空腔諧振頻率在此范圍之內(后來稱之為舒曼共振)。
特斯拉于1900年1月離開了科羅拉多斯普林斯。在科羅拉多的實驗為特斯拉下一個***做好了準備,建立一個無線能量發(fā)射設施,也就是后來的沃登克里弗塔。
尼古拉特斯拉可以說是***人物,那么尼古拉特斯拉的黑科技發(fā)明有什么?
特斯拉的核心技術優(yōu)勢在于自主研發(fā)的FSD芯片和先進的EEA架構。
研FSD芯片:
FSD芯片是一款高性能,只為自動駕駛和安全而打造的專屬芯片。主板***用完整的雙系統(tǒng)冗余,保證某功能區(qū)出現(xiàn)問題時,依然可正常工作。SRAM容量達到2TB每秒,用于存放處理圖像數(shù)據(jù),遠超過競品芯片。(處理全自動駕駛的緩存帶寬至少要達到1TB每秒)
先進EEA架構:
整個EEA架構有3個模塊,CCM(中央計算模塊)、BCMLH(左車身控制模塊)、BCMRH(右車身控制模塊)。中央計算模塊運行LinuxOS,整合駕駛***系統(tǒng)(ADAS)和信息***系統(tǒng)(IVI)兩大域,同時負責外部連接和車內通信系統(tǒng)域功能。左車身和右車身控制模塊負責剩余的車身與便利系統(tǒng)、安全系統(tǒng)和部分動力系統(tǒng)控制,為軟件OTA提供充分便捷,實現(xiàn)軟件定義汽車。
特斯拉公開了哪些專利
尼古拉特斯拉可以說是科學界的***人物,他把自己的一生都奉獻在了科學實驗上,有一千多項的發(fā)明,其中很多發(fā)明和實現(xiàn)是我們現(xiàn)在的科學家都無法還原實現(xiàn)的,被稱為黑科技發(fā)明,通古斯大爆炸就是他的制作的黑科技產品。
尼古拉特斯拉的黑科技發(fā)明黑科技是指人類無法實現(xiàn)的一種科學技能,超出了人類現(xiàn)有的科技知識,而尼古拉特斯拉卻突破科技做到了,并且研發(fā)了不止一種這樣的黑科技發(fā)明。那么尼古拉特斯拉的黑科技發(fā)明到底有哪些呢?下面跟著小編一起來了解一下吧。
黑科技發(fā)明:特斯拉線圈1890年,尼古拉特斯拉通過自然的共振效果,發(fā)明了以他名字命名的特斯拉線圈,這個特斯拉線圈讓普通的電壓升高,可以達到上百萬伏的高頻高壓效果。
黑科技發(fā)明:人造閃電閃電是屬于一種自然現(xiàn)象,但尼古拉特斯拉卻通過科技手段將它制作出來了。尼古拉特斯拉用300多米長的特斯拉線圈,通過變壓器的高頻率共振原理制作了兩個電光火球,達到人造閃電的效果,并且他將兩個電光火球拿在手里,卻絲毫沒有傷到自己。1898年,尼古拉特斯拉還利用小型機電的電震蕩效果制造了一次小型的地震,而蘇聯(lián)過了一百年都未能制造出來。
黑科技發(fā)明:人造飛碟1910年,他通過不斷的實驗發(fā)現(xiàn),原來大量的電力可以通過反重力在物體中產生一種升力,對升力的對此研究他發(fā)明了一種人造飛碟,飛碟綜合了直升機和飛機的特點,他在飛碟里面還增加了一個陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)和一個電驅動控制,飛行員還能通過飛碟里的電透光鏡看到外面的事物。
黑科技發(fā)明:無線電能傳輸1901年,尼古拉特斯拉在紐約的長島上,興建了一座名為沃登克里弗的塔,這座塔建好后可以橫跨大西洋通過無線電能向全球輸送電能,實現(xiàn)全球的無限通訊設備。
電控技術,電驅系統(tǒng)技術,高壓電氣技術。
1、電控技術,特斯拉的電控技術專利包括純電動汽車綜合控制、電機控制系統(tǒng)制造及優(yōu)化等,在純電車的控制系統(tǒng)中,主要分為主控制器ECU、電機控制器ECU、電池控制器ECU和CAN總線監(jiān)控單元,電控系統(tǒng)其實類似于純電車的大腦,主要起到掌控全局的作用。
2、電驅系統(tǒng)技術,在電驅系統(tǒng)技術方面,特斯拉***用了交流調速系統(tǒng),此類系統(tǒng)有著電機效率高、節(jié)能效果好、電機結構簡單耐用等優(yōu)點,在能耗控制以及動力響應、動力輸出方面都有著優(yōu)異的表現(xiàn),像特斯拉自研的感應電動機就是其獨有的專利產品。
3、高壓電氣技術,特斯拉的高壓電氣技術專利主要為高壓電氣連接、高壓電氣安全、電池充放電等技術,在整個新能源市場發(fā)展初期,特斯拉基本上是最早推出超級快充技術的,而這一技術也正是得益于特斯拉的高壓電氣平臺架構。
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