特斯拉电池日核心:17万元新车型、无极耳电池、一体铸造车身

摘要:北京时间20200923关于【特斯拉电池日核心:17万元新车型、无极耳电池、一体铸造车身】的具体情况和说明,让www.yuanyoujietao.cn新闻频道以图文形式为您慢慢道来。

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北京时间9月23日凌晨4时,2020年特斯拉股东大会暨“特斯拉电池日”活动在加州弗利蒙特工厂如约举行,并进行了线上直播。今年1月,马斯克曾表示这次“电池日”活动将是“特斯拉历史上最激动人心的一天。”

由于疫情的原因,往年单独安排时间进行的“电池日”,今年被安排在了紧接着特斯拉股东大会后进行,这一届的活动方式也更为特殊,在露天场景下,参加现场活动的股东都坐在自己的特斯拉车内,通过按车喇叭来替代鼓掌和欢呼。

在股东大会之后的电池日活动中,特斯拉公布开了多项新的电池技术、汽车制造解决方案和新车型,包括全新的无极耳电池、一体车身铸造技术、超高续航的Model S Plaid及2.5万美元的更低价新车型。

全新4680无极耳电池,续航提升16%

活动中,在核心电池环节有5个主要创新,分别是电池设计、电池工厂、正极材料、负极材料和整车电池一体化。其中,在最受人们关注的电池设计方面,特斯拉推出了全新的4680(高80毫米,直径宽46毫米)无极耳电池电芯。

极耳是软包锂离子电池的一种组件,作为从电芯中将正负极引出来的金属导电体,极耳是电池进行充放电时的接触点。在目前的电池结构中,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,成本也有所增加。

特斯拉则通过激光技术将极耳去掉,不仅简化了制造过程,同时使零件更少,相比大型有极耳电池,无极耳电池电子流通距离更短,能量密度更高,效率更好,能实现更好的充放电循环。同时由于减少了电阻,也有助于解决高能量密度电池的散热问题。

性能上,相比极耳式,全新的4680电池的能量是过去单体电芯的5倍,续航里程增加16%,能提供的电量增大6倍。采用新电池,成本可以下降14%。

特斯拉方面称,该新电池目前已经接近于“试产”阶段,未来一年时间将达到10千兆瓦时的产能。而在此之前马斯克在社交媒体上表示,电池日上所有产品均要到2022年才能实现量产。目前特斯拉旗下电动车的电池主要由第三方供应商提供,松下的2170电池便是在特斯拉位于内华达州的Gigafactory工厂内生产,用于Model 3和Model Y车型。

其他如负极硅材料的应用、正极无钴材料的计划也都在不断降低电池成本,而电池整车一体化的创新设计中,利用新的电池包设计,特斯拉用更好的方式粘合,使得结构更加紧凑。电池与车身更好的结合,可以减重10%,将能带来14%的续航增加,并在此环节降低7%成本。

同时,马斯克还介绍了特斯拉电池工厂全新的生产线。新的生产线可以达到20GWh的产能,单线产出能力提升7倍。马斯克表示,如果实现生产和化工方面的所有创新,电池续航能力将提高54%,成本将下降56%,超级工厂的投资将下降69%。

但可以看到,目前特斯拉无论是新型电池的研发还是未来高产能工厂都还处于初期,当下电池供应依然依靠LG化学、松下、宁德时代等第三方供应商。不过基于销量的上涨,第三方电池供应商越来越难以满足特斯拉的产能需求,特斯拉预计,到2022年,特斯拉将出现严重的动力电池短缺,而彼时,也正是特斯拉自建电池工厂开始发挥效能的时候。

一体车尾铸造工艺,成本降低40%

电池日的主角也不仅仅是电池,全新的车身制造工艺也正式亮相。

特斯拉将采用铸造方式生产整个车尾,将整个车尾白车身设计为一体式铸造,该制造方法将大大节省生产流程和生产时间,同时每台车降低40%的成本和79个零部件。为了达到铸造白车身的刚性要求,材料团队已经找到最合适的金属,并不断尝试新的材料。

传统汽车白车身制造主要由金属材料冲压成数个结构件后,再将其焊接而成,这样的设计可以让制造商在白车身上设置防撞区,在碰撞时缓解冲击。目前,主流车企基本都在采用机器人焊接来制造车身,技术已相当成熟。

而若在保证高工艺精度的基础上,采用一体式铸造方式,将显著减少车身整体零件数量,有利于降低车身装配的难度,无需再像以前一样用机器人将多个部件组装在一起,从而大大提升生产效率和降低成本,并且降低车辆的故障率。同时,由于省去了大量机器人的使用,可以显著降低生产线设备数量、工厂占地面积等一系列运营成本。

特斯拉一体化车身铸造的设计此前已有动作。2019年7月,特斯拉发布了一种“车架一体铸造技术和相关铸造机器”的设计专利,该技术将车身上的大量铝铸造零部件进行了集成化设计,并进行一体化铸造,大幅减少零件数量,更有利于自动化装配。

今年8月13日,特斯拉弗里蒙特工厂已经开始组装世界上最大的一体式铸造机,使用最新的铝铸工艺,新款特斯拉Model Y的铸造零件计划从70个降为4个,然后再降到1个,大幅度简化Model Y的制造过程,让大规模量产的特斯拉成本再度降低。

而且马斯克表示,这只是特斯拉专注于大规模铸造零件的开始。马斯克称:" 今年晚些时候,我们将进行一体化铸造,意味着基本上车身后三分之一的部分为一个铸造整体。这将降低铸造的规模和复杂程度,是以前从来没有人做过的。"

2秒破百Model S Plaid和2.5万美元新车型

除了电池设计和汽车制造工艺的新方案,特斯拉还正式宣布传闻已久的Model S Plaid开售,以及更廉价版新车型的开发。

其中,Plaid是特斯拉打造的Model S全新高性能版本,将对标保时捷Taycan以及最近发布的Lucid Air,续航里程超过520英里(约合836公里),最高时速超过200英里(320公里),百公里加速时间小于2.1秒,400米路程加速仅需9秒,性能颇为强悍。

Model S Plaid也在电池日上正式开始接受订购,售价为13.4万美元,约合人民币90万元,2021年底开始向客户交付。

同时,马斯克称,基于电池成本、整车制造成本的不断下降,大约在三年后,特斯拉有信心能制造出一款价格仅为2.5万美元(约合人民币17万元)的全自动驾驶汽车。

生产更加实惠的电动汽车一直是特斯拉的目标,而Model 3的价格依然不够低。目前,特斯拉最便宜的车型Model 3标准续航升级版起售价为37990美元(约合人民币25.7万元),这意味着三年后特斯拉入门车型还有34%的下降幅度。

而2.5万美元的更廉价车型的开发之前就有消息,据悉该车型可能命名为Model 2,国外媒体还曾曝光了渲染图。

整体来看,备受瞩目的电池日似乎让公众有些失望,一方面并没有此前媒体预测的百万英里寿命电池和无钴电池的消息,同时此次发布的电池方案和工艺制造方案目前均没有达到量产规模。

但可以看到,无论是电池设计,还是车身制造,特斯拉皆围绕降低电动汽车成本来不断推进各种技术和方案。相比其他车企在软硬件技术都乏善可陈的情况下,特斯拉不仅在自动驾驶软件领域取得遥遥领先,更把自身核心定位为专注工程技术、制造技术的车企,已然非常难得。


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