北京時間4月8日,特斯拉得州超級工廠正式開工,在開幕儀式上舉辦了名為“Gigafactory ?Cyber Rodeo”這一極具地域(Rodeo牛仔競技)和產品特色的排隊,即使不看臺下女粉的瘋狂輸出,也能想象到這又是一場馬斯克的個人大秀。
只不過,以往每逢喜事必跳舞的老馬反倒是在自己美國老家收斂了手腳,身著得州特色西部牛仔套裝耍起了酷。得州工廠開工,照例又來到了特斯拉的秀肌肉時刻:新工廠也是新產品、得州造Model?Y新版本的交付、4680電池最大工廠、Cybertruck量產車亮相、FSD Beta今年覆蓋全北美、或將誕生的Robotaxi...
除了現(xiàn)有成果的展示外,就是老馬的填坑和繼續(xù)畫餅。這一次在12140畝的得州奧斯汀工廠,牛仔真的很忙,特斯拉依舊瘋狂,電動車的發(fā)展或許又有了新的方向。
特斯拉把這座工廠本身也當做了一個產品。這座占地面積12140畝、體積約957萬立方米、工廠長度約1166米的超級工廠,已經成為特斯拉全球迄今為止最大的超級工廠。馬斯克生怕你不知道它有多牛,甚至想出了把它立起來和世界最高建筑哈利法塔比誰高的腦洞。但“大”或“新”不是它最大的特點,它的落地或許是汽車產業(yè)的又一次工業(yè)革命。
從工廠布局看,如芯片般密集的廠區(qū)布局已經脫離了傳統(tǒng)汽車工廠沖壓→焊接→涂裝→總裝的串聯(lián)形式,車身前后底板一體化壓鑄+CTC(即電芯直接安裝到底盤)+4680電池的合作直接跑通了汽車生產的并行+模塊化路線,真正做到了原料從頭部進去,汽車從尾部開出來。
從顯性效果看,這是一次成功的降本增效,裝配路徑被大幅縮短,曾經多個焊接件直接減少為一塊整體零件,通過4臺來自意大利 IDRA 的可形成6000噸最大壓力的大型壓鑄機,解放了4x2(一前一后)x300臺工業(yè)機器人的生產力,一臺白車身生產時間僅需45s。提升效率、車身結構性能以及零部件一致性,并降***造成本和設備占地,一石多鳥。
如果單就Model?Y一款車型來看,得州工廠一年產能能夠實現(xiàn)50萬輛,如果加上未來即將量產的Cybertruck、Roadster 2和Semi,得州工廠的總體年產能預計將爬升至100萬輛,產能不足再也卡不住特斯拉的脖子。
而更深度的意義在于,得州工廠的落地讓我們看到了分模塊迭代,異平臺融合等可能更加適用于未來快速迭代的新能源汽車架構,它革了傳統(tǒng)汽車生產的命。特斯拉最牛的地方不是在電池、車身這些東西,而是強大的工程能力。
完全體的Model?Y:三塊積木的組合,把減法做到極致
從柏林工廠的投產到今天得州工廠的開工,短短16天兩座特斯拉超級工廠相繼動工。而對于Model?Y而言獲得的結果是:完全體的Model?Y新版本正式投產交付。在這兩座工廠投產前,最早期的?Model Y 車型后車身是由數(shù)十個零部件經復雜的焊接和鉚接制造而成,耗時且繁瑣;而在上海工廠生產的Model?Y新品最多只做到了車身后底板的一體壓鑄;16天前的柏林工廠,做到了前后車身底板一體化壓鑄,而這次得州造的新版本,即標準續(xù)航四驅版車型,則是車身前后底板一體壓鑄+CTC+4680電池的完全體。
CTC的落地是這次得州造Model?Y的關鍵點,Structural battery pack(結構電池)正是CTC技術落地的產物?,F(xiàn)場首次展示了全部組裝過程,直接將電芯集成到車身底盤的做法再次展現(xiàn)了提高生產效率的又一秘籍。
CTC,即電芯直接安裝到底盤(Cell to Chassis)。與傳統(tǒng)的CTP(Cell to Pack,電池包)模式不同,CTC省略了將電芯組裝成電池包的步驟,直接將電芯安裝到底盤。相當于底盤本身就是電池的PACK,又少了一層包裝,整個電池組+底盤的結構變得更加緊湊,不銹鋼電芯本身也成為了結構受力件而不僅是依靠外殼受力,同時對電池整體的功率密度和能量密度做了最好的提升。
CTC技術的落地,讓前車身底板+CTC一體式電池包底盤+后車身底板這三塊積木就拼成了一個完整的下底盤,從大眾的PQ平臺到MQB平臺,豐田的TNGA架構...平臺化模塊化帶來的一體性優(yōu)勢在這里發(fā)揮到了極致。
4680電池量產:正式走向舞臺中央
得州工廠相較于其他幾座特斯拉超級工廠,目前其所承擔的不可替代的重要工作,是4680電池的量產和組裝,這座將電池生產組裝集成到整車制造的工廠在接下來幾年成為全世界產能最大的單一電池工廠,讓大家期待已久的4680電池量產成為了現(xiàn)實。
4680的量產是圓柱派電池復興的重要標志。這幾年我們在電動乘用車上見到最耀眼的名詞是以刀片電池技術路線為首的CTP方形電池組的革新,而圓柱和軟包電池相比之下更像是落后的產物,這次特斯拉再次憑借一己之力將圓柱電池帶到了電池技術的最前端。
從18650到2170到如今的4680,特斯拉攜手松下一直堅定不移地發(fā)展圓柱電池,電池能量密度和續(xù)航能力伴生增長,而到了4680這里優(yōu)點卻非線性增加。電池設計、電池工廠、正極材料、負極材料、整車電池一體化五大創(chuàng)新呈1+1+1+1+1>5的效果。
首先是全極耳設計,基于46mm直徑這一黃金身材,滿足了提升續(xù)航和降低成本的最好平衡點的條件下,全極耳(也就是特斯拉自稱的“無極耳”,但實際上是側極耳)有效降低了電流的橫向路徑,大大降低了電池內損和內阻發(fā)熱的問題,4680 電池內阻發(fā)熱只有 2170 電池的五分之一。
結果導向,4680電池提升16%的續(xù)航能力,成本降低14%,單電芯容量是2170電池的5倍。此外,4680形態(tài)的電池就同時滿足了功率密度和能量密度雙提升的條件,大功率放電和快充的能力有了進一步提升。根據(jù) Insideevs 的研究報告,400 V 的 4680 電池系統(tǒng)充 70% 電量需要 15 分鐘,而未來引入800V高壓快充后充電效率更加可期。
第二,正極材料高鎳化去鈷化。目前4680的正極材料仍是NCM811,我們熟悉的配方,但未來將會逐漸向NCM9/0.5/0.5甚至無鈷和四元電池發(fā)展。鎳能量密度最高、成本反而最低,逐漸無鈷化的前提,就是提升電池穩(wěn)定性,屆時電池成本將進一步下降,被原材料卡脖子的因素也會減少。
第三,負極材料摻硅。這是在現(xiàn)有電池技術基礎上,提升電池能量密度的有效方式之一。目前絕大多數(shù)電池都是石墨負極,實際比容量約330—370 mAh/g,幾無提升空間,而硅基的理論比容量在4200 mAh/g,和石墨相比具有顯著優(yōu)勢,這也是為什么近年來埃安、蔚來等廠商的新電池技術都***用摻硅技術的原因。
以上三點再結合上文所述的CTC電池一體化底盤和電池工廠的高效運轉,五位一體化,300Wh/kg的能量密度成為現(xiàn)實。從續(xù)航看,而四驅標準續(xù)航版的EPA續(xù)航做到279英里(449km),對比早期北美市場在售的單電機標準續(xù)航的EPA244英里(393km),電機多了一個,續(xù)航還大幅增加。未來在其他車型上的表現(xiàn)可以預見。
從產能看,Model?Y全車搭載960個4680電池,數(shù)量是2170的五分之一,單車依賴的電池單體更少,這也是僅在得州工廠僅Model?Y一款車就能實現(xiàn)全年50萬產能的基礎。工廠生產體系、4680電池體系、CTC體系等技術都是彼此相輔相成的,這也是馬斯克“第一性原理”的最好實踐。
Cybertruck、Roadster 2 、Semi、V1 Optimus、FSD Beta、Robotaxi:填舊坑,畫新餅
得州工廠讓人看得到結果的必定是量產的Model?Y,大部分內容也都在圍繞著它展開,畢竟它是目前特斯拉銷量的中流砥柱。但要耍帥秀肌肉,那還是幾年前就亮相的這哥幾個:Cybertruck、Roadster 2 、Semi。
<作為現(xiàn)代新能源汽車的“先驅”,除了造車之外,特斯拉的“故事”講的也很好。3月2日,特斯拉2023投資者日活動在美國得州超級工廠舉行,特斯拉CEO埃隆·馬斯克現(xiàn)場揭曉了特斯拉“秘密宏圖”第三篇章——全面轉向可持續(xù)能源,目標在2050年前實現(xiàn)能源100%可持續(xù)。此次活動并沒有具體的新產品推出,主要是對“過去”的回顧以及對“未來”的暢想,更像是一場關于特斯拉“改造地球”夢想的“誓師大會”。
挑戰(zhàn)“地球改造”,開啟秘密宏圖第三篇章
埃隆·馬斯克所說的秘密宏圖第三篇章,其實就是一場“地球改造”,讓它全面轉向可持續(xù)能源,目標是在2050年前實現(xiàn)能源100%可持續(xù)。聽起來很難,不過特斯拉已經對其進行了分解,并準備進行挑戰(zhàn)。向完全可持續(xù)能源邁進需要具備在五個核心方面發(fā)力,包括了全面轉向電動車;在家用、商用和工業(yè)領域使用熱泵;在工業(yè)領域使用高溫儲能及綠色氫能;在飛機和船舶上應用可持續(xù)能源;用可再生能源驅動現(xiàn)有電網。
另外,要實現(xiàn)目標還需要240TWh的能源存儲、30TW可再生電力、10萬億美元制造投資、不到燃料經濟1/2的能源所需、小于0.2%的可再生能源基礎設施占地面積、相當于2022年全球GDP10%的可持續(xù)能源投資等要素齊備,同時還得克服一切***挑戰(zhàn),只有這些全部達成,可持續(xù)能源經濟才有可能成為現(xiàn)實。
不得不說,這是一個非常難實現(xiàn)的“夢想”,不過,特斯拉并沒有退縮的意思。特斯拉認為地球不可能自發(fā)轉向可持續(xù)能源經濟,大家作為地球的“投資者”,應該杜絕妄想,認清現(xiàn)實,真正的行動起來。當然,在呼吁之前,特斯拉的行動其實早已開始了,在其發(fā)展歷程中,一直在通過種種技術手段,從產品設計、生產制造、儲能業(yè)務等方面的效率提升著手,為實現(xiàn)更美好的可持續(xù)未來而不斷突破。大家所熟知的特斯拉Model 3就是能效超高的電動車之一,僅煮一鍋意大利面所需的能量,就能讓Model 3行駛一英里。除了從根本造車技術上進行改變,同時,特斯拉也在不斷以其影響力來“動員”普通消費者。數(shù)據(jù)顯示,2021年,特斯拉通過影響更多消費者選擇更高能效的電動車,減少了840萬噸的溫室氣體排放。
值得關注的是,特斯拉還在研究如何使大規(guī)模應用熱泵技術,如果成功的話,這將有望取代化石能源解決供暖問題,并大幅降低能源消耗。另外,雖然此次的活動上并沒有什么實際的新車推出,但是特斯拉還是透露了一些其他的信息。比如,電動皮卡Cybertruck將于今年面世,人形機器人可以制造機器人,Cybertruck、人形機器人和所有未來車輛都將轉向48V 架構,下一代永磁電機將完全不使用稀土材料、2050年前可實現(xiàn)能源100%可持續(xù)等等。
提產能、降成本,45秒生產一輛車只是及格線
在長遠目標面前,產能以及消費者對產品的接受能力至關重要。在投資者日活動中,特斯拉對于產能還是非常有信心的。它和大家一起回顧了上海超級工廠的“成績”,這家是一家在設計和制造上都堪稱標桿的工廠,其效率極高,做到了當年開工、當年投產、當年交付,所實現(xiàn)的“特斯拉速度”和“中國速度”,至今還為行業(yè)津津樂道。另外,上海超級工廠在自動化方面也讓特斯拉非常驕傲,經過創(chuàng)新之后,這家工廠在造車過程中對時間和環(huán)保都有很積極的作用,再加上全自動生產線的加持,以往數(shù)千人才能完成的傳統(tǒng)生產線工作效率,如今特斯拉只需要幾十人即可完成??梢?,特斯拉的驕傲還是有資本的。
除此之外,弗里蒙特超級工廠在大量創(chuàng)新改進后,節(jié)拍時間提速了10%;柏林超級工廠每周可生產4000臺Model Y。 這和過去相比,進步飛速。特斯拉朱曉彤稱:“特斯拉生產工廠,及格線為90%的總體設備效率以及每45秒生產一輛車。
值得一提的是,特斯拉還有一座全新超級工廠——墨西哥蒙特利超級工廠即將誕生,這家工廠將繼續(xù)為提升全球產能、達成2030年交付2000萬輛電動車增長的目標而努力。這家新工廠將生產下一代平臺車型,全球其他工廠也會隨后跟進。有了產能的保障,特斯拉的生產成本也將進一步降低。
在活動中,特斯拉以Model 3舉例,2018年這款車的周產量就達到了5000輛,過去4年時間里,特斯拉將Model 3的生產成本降低了30%。從Model S到Model 3車輛線束減少17公斤??梢?,成本降低已經在逐漸實現(xiàn)中。而特斯拉下一個目標是將單車成本進一步降低,讓更多人能買得起特斯拉,也只有這樣,特斯拉離“完全可持續(xù)發(fā)展的”目標才能更進一步。
正如最初所說,要實現(xiàn)秘密宏圖第三篇章,全面轉向可持續(xù)能源的核心之一就是全面轉向電動車,而要促進電動車的發(fā)展,充電設施是必走的一條路。如今,特斯拉車主早已可以通過特斯拉的充電設施暢行全球,不過,特斯拉想要的并非這么簡單。特斯拉希望能夠促進“共享補能”提速,也就是各自把自己的充電服務提供相互提供給其他品牌的電動車。2月28日,特斯拉在澳大利亞和美國向其他電動品牌車輛開放了首批10個超級充電站;在歐洲,已有50%的超級充電樁向所有品牌電動車開放;在中國,該***也已進入調試階段。
為了平衡充電樁的使用,特斯拉還積極與其他電動車和充電設施廠商實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通,將用戶引導至“不繁忙”的設施,提升充電設施利用率。對于充電樁利用率、用電成本以及用戶等待時間方面都有非常大的提升,據(jù)統(tǒng)計,特斯拉在2022年共提供了9TWh電量,每周提供多達150萬次超級充電,超級充電站近99.9%時間都能保證正常運行。從2012年到2021年特斯拉能源產品的發(fā)電量已經超過了所有特斯拉車輛和工廠用電量的總和。如果特斯拉的“共享補能”進入飛速提升的狀態(tài),那么相信會大大提高大家購買電動汽車的信心。
結語通過特斯拉投資者日,可以看到“宏圖***“的野心勃勃。這個“改造地球”的夢想對于普通人來說其實相當遙遠,但是在“加速世界向可持續(xù)能源的轉變”之路上,特斯拉已經把秘密宏圖的第一、二篇章從藍圖變成了現(xiàn)實,對于眾多投資者而言,或許第三篇章依舊值得“跟進”。
本文來自易車號作者汽車簡報,版權歸作者所有,任何形式轉載請聯(lián)系作者。內容僅代表作者觀點,與易車無關
標簽: #特斯拉