鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:605次 | 2022年01月19日
TSLA如何立于不敗之地,掌握三大電池技術(shù)是重點(diǎn)
Tesla目前能在全球成長(zhǎng)中電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)中取得領(lǐng)導(dǎo)地位,很大程度和掌握獨(dú)一無(wú)二電動(dòng)汽車電池技術(shù)有關(guān)。在電動(dòng)汽車用鋰離子電池技術(shù)發(fā)展上,業(yè)界認(rèn)為最大挑戰(zhàn)在于如何平衡鋰離子電池生產(chǎn)面對(duì)的三大挑戰(zhàn),此即能源密度、成本以及循環(huán)壽命(cyclelife)。即使Tesla在處理相同的電池三大挑戰(zhàn)平衡上,所采方式和其它電池電動(dòng)汽車制造商沒(méi)有兩樣,但Tesla在幾個(gè)關(guān)鍵要素表現(xiàn)上似乎仍有較佳的表現(xiàn),讓Tesla電動(dòng)汽車電池技術(shù)能夠領(lǐng)先于當(dāng)前業(yè)界。
Tesla電動(dòng)汽車電池技術(shù)、管理優(yōu)勢(shì)在哪里
Tesla采用圓柱形電池作為其電動(dòng)汽車用電池規(guī)格,獨(dú)樹一格于當(dāng)前電動(dòng)汽車市場(chǎng):采圓柱形電池可創(chuàng)造效能提升、彈性化以及成本控制等幾項(xiàng)優(yōu)勢(shì),這也是為何如今美國(guó)電動(dòng)皮卡車新創(chuàng)公司Rivian,在其電動(dòng)皮卡車用鋰離子電池上,同樣采圓柱形電池設(shè)計(jì)電池組的原因,只不過(guò)Rivian電動(dòng)皮卡車還沒(méi)步入量產(chǎn)階段,反觀Tesla電動(dòng)汽車早已達(dá)量產(chǎn)規(guī)模一陣子。
就圓柱形、方形以及袋式(pouch)電池來(lái)說(shuō),圓柱形電池是最具生產(chǎn)成本效益的電池類型,亦即圓柱形電池每kWh的成本比其它類型電池的成本還低。
而Tesla為ModelS/X以及Model3所分別采用的panasonic制造18650和21700圓柱形鋰離子電池,也都以金屬外層覆蓋作為支撐,并供應(yīng)電池結(jié)構(gòu)性強(qiáng)度。此外在高功率情況下,電流消耗以及功耗分配超過(guò)整個(gè)電池組,而非會(huì)集中在電池內(nèi)的某一部分。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
Tesla為其電動(dòng)汽車電池組的電池溫度管理,設(shè)計(jì)液冷式熱管理系統(tǒng)
這和其它汽車制造商采取較具經(jīng)濟(jì)效益的空冷式技術(shù)有很大差異。借由調(diào)整電池組的溫度,Tesla能夠確保電池以最高效率、最優(yōu)化狀態(tài)運(yùn)行,從而最大化電池壽命以及效能表現(xiàn)。
因此,即使降低電池成本是加快電動(dòng)汽車市場(chǎng)成長(zhǎng)的重要因素,Tesla在其電池組采液冷式的熱管理技術(shù)上,為市場(chǎng)上對(duì)擁有更長(zhǎng)電池壽命以及長(zhǎng)期成本負(fù)擔(dān)性電動(dòng)汽車的消費(fèi)者來(lái)說(shuō),供應(yīng)了一個(gè)具體的解決方法。
Tesla很積極于設(shè)法為其鋰離子電池生產(chǎn)減少鈷的采用量
Model3所搭載電池的鈷含量,確實(shí)已比其它業(yè)者的鋰離子電池鈷含量為低。關(guān)于Tesla這類美國(guó)業(yè)者來(lái)說(shuō),要取得足夠供應(yīng)鏈鈷原料存在不少風(fēng)險(xiǎn)及不確定性,一方面鈷礦在全球的稀少性,一方面在取得鈷礦上也要考量是否存在童工開采或類似不良勞動(dòng)情況開采的道德問(wèn)題??剂窟@些因素,Tesla希望減少其電動(dòng)汽車鋰離子電池的鈷含量情有可原。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
鈷重要在電池技術(shù)中被用在陰極,是所有可作為電池陰極材料中不論政治上或經(jīng)濟(jì)上取得成本皆是最高者。目前業(yè)界關(guān)于電池技術(shù)的共識(shí)顯示,假如電池沒(méi)有采用鈷原料,電池的結(jié)構(gòu)完整性和壽命就會(huì)打折扣。但近期有科學(xué)文獻(xiàn)表明,電池中更高的鎳含量會(huì)限制到鈷對(duì)電池的影響性,反而因此不再要加入鈷在電池中。
實(shí)際上鎳在全球較容易開采和取得,若鋰離子電池生產(chǎn)棄鈷采鎳,或有助降低生產(chǎn)成本,也能減少因經(jīng)濟(jì)因素導(dǎo)致的取得困難性。因此業(yè)界認(rèn)為,或許Tesla未來(lái)某天鋰離子電池生產(chǎn)也能不再要鈷原料,如此Tesla就不用煩惱例如中美貿(mào)易戰(zhàn)持續(xù)延長(zhǎng)戰(zhàn)下,可能新增其鈷材料取得的任何風(fēng)險(xiǎn)及困難性。
技術(shù)和材料取得因素之外,Tesla在教育車主進(jìn)行適當(dāng)電動(dòng)汽車電池維護(hù)上相當(dāng)謹(jǐn)慎,特別是在不良充電習(xí)慣導(dǎo)致的負(fù)面影響上。例如若車主習(xí)慣讓其電動(dòng)汽車電池充電率長(zhǎng)時(shí)間維持在100%,就很容易導(dǎo)致電池迅速老化,假如業(yè)者能教育車主將充電狀態(tài)保持在最佳范圍內(nèi),就有助延長(zhǎng)電池使用壽命。因此Tesla將和客戶傳達(dá)電動(dòng)汽車電池健康重要性,列為客戶購(gòu)買其電動(dòng)汽車的體驗(yàn)一環(huán)。
整體來(lái)看,Tesla仍持續(xù)開發(fā)其電動(dòng)汽車更佳的新技術(shù),關(guān)于電動(dòng)汽車電池技術(shù)的特別重視,也似乎帶給Tesla在拉大和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手差距上一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)?;蛟S其它電動(dòng)汽車制造商在未來(lái)可能也會(huì)嘗試跟進(jìn)Tesla的電池技術(shù)。
Gigafactory1估2020年產(chǎn)量達(dá)滿載
在鋰離子電池生產(chǎn)上,目前Tesla重要在美國(guó)內(nèi)華達(dá)州興建Gigafactory1,和panasonic合作生產(chǎn)車用鋰離子電池,這也是panasonic全球產(chǎn)量規(guī)模最大的車用電池生產(chǎn)線,重要供應(yīng)Model3之用,規(guī)劃滿載產(chǎn)量達(dá)到35GWh。DIGITIMESResearch預(yù)估,現(xiàn)階段TeslaGigafactory1產(chǎn)量利用率約為73%,2020年將達(dá)滿載。
Gigafactory1所規(guī)劃的35GWh滿載產(chǎn)量,相當(dāng)于可供應(yīng)50萬(wàn)輛電動(dòng)汽車,但至今產(chǎn)量利用率仍未達(dá)滿載。而在panasonic對(duì)旗下車用電池客戶出貨量比重上,2017~2021年對(duì)應(yīng)Tesla車款比重皆將達(dá)67~71%,即使近期panasonic有新增供應(yīng)豐田汽車(ToyotaMotor)所需電池產(chǎn)量,但因Tesla電動(dòng)汽車所需電池?cái)?shù)量以及容量更高,因此預(yù)估到了2021年,Tesla仍會(huì)是panasonic電池事業(yè)部最大電池供貨客戶。
Maxwell乾電極技術(shù)導(dǎo)入Tesla自產(chǎn)電池可期
雖然目前Tesla仍是和panasonic維持電池供貨合作關(guān)系,但一直以來(lái)均有傳出Tesla可能新增其它供應(yīng)伙伴、甚至自行生產(chǎn)的消息,五月底Tesla正式完成收購(gòu)美國(guó)加州能源儲(chǔ)存技術(shù)新創(chuàng)公司MaxwellTechnologies,正式取得Maxwell超電容器以及乾電極技術(shù)。Tesla執(zhí)行長(zhǎng)ElonMusk日前也證實(shí),Tesla正準(zhǔn)備采用Maxwell電池技術(shù)生產(chǎn)自有電池,甚至不排除在未來(lái)也投入電池用礦材采集行列。
Musk認(rèn)為,將Maxwell技術(shù)集成至Tesla電池生產(chǎn)相當(dāng)具戰(zhàn)略意義,因?yàn)镸axwell電池技術(shù)關(guān)于降低電池生產(chǎn)成本和擴(kuò)大電池生產(chǎn)規(guī)模有很大助益。外界認(rèn)為Tesla最終走向自行生產(chǎn)自用電動(dòng)汽車鋰離子電池的機(jī)會(huì)相當(dāng)高,這意味未來(lái)可能減少、甚至完全不和panasonic等電池供應(yīng)商合作的機(jī)會(huì)。目前Tesla在自有最新第三代自駕計(jì)算機(jī)研發(fā)上已是自行設(shè)計(jì)。
Tesla希望掌握自有電池產(chǎn)量情有可原,如Musk認(rèn)為若能掌握自有電池從上游開采原料到下游制造的所有產(chǎn)量,就不用受限于要和供應(yīng)鏈洽談配合電動(dòng)汽車量產(chǎn)所耗費(fèi)的成本,也可減少礦石原料取得的不確定性和任何潛在風(fēng)險(xiǎn)。
加上Tesla和panasonic在四月曾就供貨問(wèn)題出現(xiàn)公開爭(zhēng)議,Musk認(rèn)為Model3產(chǎn)量下降是Gigafactory1電池產(chǎn)量不足所導(dǎo)致,但panasonic方面不認(rèn)同這項(xiàng)說(shuō)法,panasonic社長(zhǎng)津賀一宏五月中也指出,以目前panasonic電池生產(chǎn)規(guī)模,若Tesla在2020年開始生產(chǎn)ModelY及擴(kuò)大業(yè)務(wù)規(guī)模,可能跟不上Tesla擴(kuò)大量產(chǎn)需求。不過(guò)津賀一宏也稱Gigafactory1不久的將來(lái)應(yīng)會(huì)改善效率,特別在panasonic高速產(chǎn)線獲得進(jìn)一步升級(jí)后。
Maxwell電池技術(shù)上,此前Maxwell宣稱其乾電極技術(shù)比起濕電極技術(shù),可減少10~20%成本,并可提高電池能源密度。外界普遍預(yù)估若Tesla采用Maxwell電池技術(shù),可讓電池密度提升至300Wh/kg,并讓premium版Model3一次充飽電力續(xù)航里程,從約523公里(325英里)新增至約603公里,且無(wú)需新增成本。目前Tesla的2170電池的能源密度約260Wh/kg。
Maxwell也稱未來(lái)其電池技術(shù)還可能將電池能源密度提升至500Wh/kg,以及新增電池放電和充電循環(huán)的壽命達(dá)1倍。
目前,TSLA在上海建廠,也大大滿足國(guó)內(nèi)人們對(duì)Tesla的熱情。盡管其車有諸多不良的問(wèn)題,但是當(dāng)小編第一次乘坐的時(shí)候,便被其深深吸引。