uutiset

Akkujen rakentaminen on vaikeampaa kuin rakettien rakentaminen: Kuka pysäyttää Muskin?

2024-08-21

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina


Teslan toistaiseksi ainoa "Akkupäivä" pidettiin syyskuussa 2020. Epidemian vuoksi Battery Day siirtyi 5 kuukaudella alkuperäisestä päivämäärästä. Myös osallistujien suojatoimenpiteet olivat varsin uusia - istuminen parkkipaikalla sähköauto.

Viivästymisen viiden kuukauden aikana globaalit uusien energiaajoneuvojen markkinat kasvoivat räjähdysmäisesti, ja vuosimyynti ylitti ensimmäistä kertaa 3 miljoonan rajan [1]. Samaan aikaan Shanghai Gigafactory alkoi räjähtää tuotantokapasiteettiin ja teki uusia tuotantokapasiteettiennätyksiä kuukausittain, joten tämä akkupäivä herätti paljon huomiota.


Akkupäivänä kaikki katsoivat autosta

Osallistumismenetelmä ei ole vain ainutlaatuinen, vaan myös Muskin valitsema paikka on hyvin erityinen. Fremontin tehdas on Teslan ensimmäinen ajoneuvojen kokoonpanotehdas, jossa Musk täytti 47 vuotta kaksi vuotta sitten.

Aikana, jolloin Model 3:n tuotantokapasiteetti oli helvetissä, Musk johti henkilökohtaisesti tiimiä "taistelemaan 21 päivää" ja rakensi puoliautomaattisen väliaikaisen kokoonpanolinjan parkkipaikalle selviytyäkseen kriisistä.

"Akkupäivässä" Teslan johtaja Drew Baglino tarkasteli pomonsa kanssa kamppailtuja päiviä ja tiivisti Battery Dayn teeman Muskin sävyyn:

"Maailman parhaan auton rakentamiseksi suunnittelemme ajoneuvon alusta alkaen tehtaalla. Nyt aiomme tehdä saman akun kanssa."

Myöhemmin tämän konferenssin todellinen päähenkilö "4680 akku" ilmestyi virallisesti.


Kuten nimestä voi päätellä, 4680-akku viittaa sylinterimäiseen akkuun, jonka halkaisija on 46 mm ja korkeus 80 mm. Verrattuna edellisen sukupolven 2170-akkuun (eli halkaisijaltaan 21 mm ja korkeudeltaan 70 mm), energiatiheys on parantunut huomattavasti, mikä voi merkittävästi vähentää ajoneuvon tuotantokustannuksia samalla akun käyttöiällä.

Muskin monista suurista projekteista 4680-akku on lähimpänä toteutumista. Tähän päivään mennessä lähes kaikki PPT:n mustat teknologiat on toteutettu Vuoden 2023 alussa järjestettävässä talousraporttikokouksessa Musk sanoi, että vuodesta 2024 tulee "4680".

Kuitenkin tämän vuoden huhtikuussa Drew Baglino, korkean EQ:n johtaja, joka paljasti 4680-akun Battery Day -tapahtumassa, erosi yllättäen ja hänestä tuli yksi Teslan 10 %:n optimointilistan korkeimpia työntekijöitä Teslan maailmanlaajuisissa irtisanomisissa.

Drew Baglino on työskennellyt Teslassa yli 18 vuotta Kun toinen perustaja JB Straubel erosi vuonna 2019, Drew Baglino oli tosiasiallinen teknologiajohtaja ja 4680-akkujen sekä T&K-tuotannon johtaja.

Joten mikä muutti Muskia?

päättäväisyyttä erota

Kesäkuussa 2019 CNBC paljasti salaperäisen toimistorakennuksen Fremontissa, Kaliforniassa, joka on vain seitsemän minuutin ajomatkan päässä Tesla Fremontin tehtaalta. Ulkomaailmalla ei ole aavistustakaan, mikä on "Tesla"-logo, joka näkyy kaikkialla rakennuksessa ei tapahdu mitään.


CNBC:n mukaan tämä on Teslan "salainen akkulaboratorio", ja sillä on erittäin provosoiva otsikko:Tesla yrittää valmistaa omia akkujaan, vieroittaen itsensä riippuvuudesta Panasonicista.


Panasonic oli Teslan vanhin tukija sen alkuaikoina. Se ei ainoastaan ​​investoi avokätisesti 30 miljoonaa dollaria viimeksi mainitun listautumisen aattona, vaan se on myös ollut Teslan ydinakkujen toimittaja.

CNBC:n raportti paljasti kuitenkin yhden syistä, miksi 4680-akkuprojekti käynnistettiin:Teslan ja Panasonicin välinen liitto on ollut pitkään erottamaton.

Model S:n massatuotantojaksosta lähtien Musk on suhtautunut kriittisesti Panasonicin akun tuotantokapasiteettiin. Tuolloin amerikkalaiset tiedotusvälineet raportoivat, että 2170 akun sarjan valmistaminen kesti 7 tuntia, ja valmistettujen akkujen romu- ja uudelleenkäsittelyaste oli kerran jopa 40 % [2].

Tuotantokapasiteetti- ja tuottoongelmien lisäksi olennainen ero osapuolten välillä on se, että supertehdas Lingangissa, Shanghaissa on valmistumassa. Ottaen huomioon akun kuljetuskustannukset ja 500 000:n tuotantokapasiteetin tavoitteen, Musk toivoo Panasonicin saavan sen valmiiksi. sijoita lisää rahaa ja mene Shanghaihin rakentamaan yhdessä akkutehdas.

Panasonicin akkuliiketoiminta on kuitenkin kärsinyt tappioita Teslalle useiden vuosien ajan. Toivon, että Tesla pystyy nopeasti huolehtimaan veljistään ja antaa Panasonicin saada takaisin sijoituksensa mahdollisimman pian. Siksi Panasonic on sanonut olevansa valmis menemään Kiinaan Teslan kanssa, mutta se ei ole vielä ryhtynyt merkittäviin toimiin.

Kasvava ero Panasonicin kanssa on vahvistanut Teslan päättäväisyyttä valmistaa omia akkujaan.

Toinen iso tausta 4680-akkuprojektille on toinen Muskin akkupäivänä piirtämä piirakka:Kolmen vuoden sisällä lanseerataan halpa malli, jonka hinta on US$25 000 (noin 178 000 RMB).


Puhtaissa sähköajoneuvoissa tehoakun osuus koko ajoneuvon hinnasta on noin 40 %, jota Musk pitää suurimpana esteenä halpojen mallien lanseeraukselle.

Muskin näkemyksen mukaan Model 3:a halvempi malli – huhuttu Model 2/Q on ratkaisevan tärkeä. Halvat mallit eivät vain voi laajentaa Teslan automyyntiä, vaan ne ovat myös tärkeä painoarvo sen ohjelmistotilaustulojen kasvun tukemisessa.

Ensimmäinen henkilö, joka ymmärsi Muskia, oli Cathie Wood, Ark Fundin perustaja Wood paljasti vuonna 2018 avoimessa kirjeessään Teslan arvostuslogiikkansa:Tesla muuttuu autonvalmistajasta "mobiilipalveluyritykseksi (MaaS)".

MaaS-palvelut ovat Teslan ohjelmistoliiketoimintaa, joka on rakennettu itseohjautuvien algoritmien ympärille, mukaan lukien tilaukset ajoavusteisille toiminnoille FSD, Robotaxi (itse ajava taksi) jne.

Niistä tärkeimmät FSD-tilaustulot yhdistetään superlatausasemien ja muiden liiketoimintojen kanssa Teslan talousraportissa "palveluiksi ja muuksi tuotoksi".

Teslalle, vaikka vain 1 % autonomistajista ostaisi FSD-ohjelmiston, niin kauan kuin autojen myynti on riittävän korkea, voitot ovat erittäin huomattavia. 25 000 dollarin halpa malli on paras ase myynnin laajentamiseen FSD-liittymien määrän kasvaessa myös tutkimus- ja kehityskustannukset laimentuvat, mikä lisää voittomarginaaleja.


Joten tuona akkupäivänä vuonna 2020, olipa kyseessä Panasonicin luopuminen, akkukustannusten lasku tai uudet 25 000 dollarin mallit, ne kaikki riippuvat yhdestä selkeästä tavoitteesta:

Kehitetty ja massatuotettu 4680 akku.

hintainen peli

Akun kustannusten mittaamisen ydinindikaattori on sähkön yksikköhinta eli hinta kilowattituntia kohden.

Kukaan ei ymmärrä tätä paremmin kuin tarjouksia metsästävä hullu Musk. UBS:n vuonna 2018 julkaiseman raportin mukaan Panasonicin Teslalle toimittamien 2170 akun hinta on vain 111 dollaria/kWh, alan alhaisin[4]. joka on alhaisempi kuin LG Chem ja LG Chem, on vähintään 25 % pienempi.

Muskilla on lähes patologinen pakkomielle tuotantokustannusten hallinnassa. Wall Street Journalin mukaan Muskilla on tapana soittaa suoraan Panasonicin presidentille Kazuhiro Tsugalle ja pyytää Panasonicia alentamaan hintoja [9]. Jälkimmäinen valitti Muskista[9]:

Elon pyysi toistuvasti halvempia hintoja, ja kun vastasin hänelle, että jos tämä toistuu, harkitsisimme Panasonicin työntekijöiden ja laitteiden poistamista Gigafactorysta.

"Akkupäivänä" Tesla julkisti 4680 akkukennojen kapasiteetin, akun käyttöiän, tehonsa ja muut parannustavoitteensa tavalliseen tapaan, mutta Musk meni pidemmälle ja kertoi avoimesti, kuinka Tesla aikoi "vähentää kustannuksia kilowattituntia kohden 56 prosentilla". määrälliset standardit:

14 % perustuu suunnitteluun, 18 % tuotantotekniikkaan, 17 % positiivisten ja negatiivisten elektrodien materiaaleihin (5 % negatiivinen elektrodi, 12 % positiivinen elektrodi) ja 7 % akku- ja autointegraatioteknologiaan.


Suunnittelulla tarkoitetaan itse akun tilavuutta ja rakenteellisia muutoksia.

Koska 4680-akku on paksumpi kuin 2170-akku ja yhden akun kapasiteetti on kasvanut, saman kapasiteetin akkupakkaus (kenno) vaatii vähemmän akkuja.

Laskelmien mukaan Model 3:n pitkän kantaman version akkupakkaus vaatii 4 400 2170 kennoa, ja 4680:een vaihdettaessa tarvitaan vain 960 kennoa. Tämä vastaa rakenneosien ja hitsauksen merkittävää vähenemistä, mikä pienentää kustannuksia.


2170 akku ja 4680 akku

Akku- ja autoteollisuuden integrointitekniikka,Se viittaa rungon ja akun ytimen integroituun painevalutekniikkaan.

Nykyinen kypsä ratkaisu on kolmiosainen:Keho on jaettuKaksi etu- ja takaosaa sekä keskiosa akun säilytystä varten valetaan erikseen ja kootaan sitten yhteen.

Musk sanoi, miksi kolmea osaa ei voi valaa yhteen ja akusta tulee osa auton rakennetta kuin lentokoneen polttoainesäiliö, joka on hitsattu siipiin?Muskin mukaan tämä ratkaisu vähentää osien määrää 370:llä, mikä alentaa suorimmin koko ajoneuvon kustannuksia.

Positiivisten ja negatiivisten elektrodimateriaalien säätö testaa laboratoriotason.

Positiivinen elektrodi lisää nikkelipitoisuutta ja vähentää kobolttipitoisuutta. Koska metallinikkeli (kuten ruuvit) on halvempaa kuin metallikoboltti, negatiivinen elektrodi on seostettu piillä, mikä ei ainoastaan ​​lisää akun kapasiteettia, vaan puhdas pii negatiivinen elektrodi on myös halvempi kuin nykyinen valtavirran negatiivinen elektrodi (1 dollari/kWh); ).

Tuotantoprosessi pyörii elektrodien ympärillä, mikä on myös suurin vaikeus 4680 akun massatuotannossa.

Yksi on poistaa kielekkeen muotoilu ja käyttää koko akun pohjaa ja koteloa kielekkeinä.Tällä tavalla puolivalmiita akkuja ei tarvitse irrottaa kokoonpanolinjalta, hitsata kielekkeitä ja laittaa ne sitten takaisin päästäkseen pois töistä.


Akkukielekkeet ja navattomat kielekkeet: kaljuu ja vahvistuu

Toinen on kehittää kuivaelektroditekniikkaa.Nykyinen märkäelektroditeknologia on sekoittaa positiivisia ja negatiivisia elektrodimateriaaleja useiden liuottimien kanssa ja päällystää ne sitten napojen osille. Koska jotkut liuottimet ovat erittäin myrkyllisiä, liuotin on haihdutettava paistamalla. Tämä "uuni" on 100 metriä pitkä ja paistaminen kestää jopa 12 tuntia [2], mikä saa tehokkuushullun Muskin puristamaan hampaitaan.

Kuten nimestä voi päätellä, kuivaelektroditekniikka poistaa piikkien kyljestä "kostuttaessa ja sitten kuivaamalla" ja "pinoaa" kuivat positiiviset ja negatiiviset elektrodimateriaalit elektrodikappaleille. Laitekustannukset tuotantokapasiteettiyksikköä kohti pienenevät 1/3:lla ja konepajan pinta-ala ja energiahävikki 90 %[2], mikä säästää paitsi aikaa myös vuokraa.

Muskin asettaman kolmen vuoden aikana Tesla ratkaisi lähes kaikki tuotantoongelmat:

Syyskuussa 2021 Musk ilmoitti varmistaneensa 4680-akun suorituskyvyn ja käyttöiän [6]. Tämä osoittaa, että Tesla on saavuttanut asetetut tavoitteensa akun suunnittelun ja positiivisten ja negatiivisten elektrodimateriaalien säädön suhteen.

Tammikuussa 2022 Tesla valmisti pilottitehtaalla miljoona 4680 akkua, mikä riittää 1 000 Model Y:n toimittamiseen. Lokakuussa 2023 akkujen tuotantokapasiteetti nousee 20 miljoonaan yksikköön.

Ainoa ongelma liittyy kuivaelektroditekniikkaan.Vuoden 2023 loppuun mennessä Tesla oli itse asiassa julkaissut kaksi sukupolvea 4680 akkua, mutta kumpikaan ei ollut täysin toteuttanut kuivaelektroditekniikkaa:Vain negatiivinen elektrodi on kuiva, ja positiivinen elektrodi on edelleen perinteinen märkä elektrodi.

Elektrodit ovat kallein lenkki akkukennojen valmistuksessa, ja ne saavat myös eniten KPI:itä kustannussäästötehtävissä. Jos kahta kuivaa elektrodia ei oteta käyttöön päivään, Tesla on kauempana 56 prosentin kustannussäästötavoitteestaan.

Suurin vaikeus kuivaelektroditekniikassa on, että valmiita laitteita ei ole, joten voimme vain "oppia tekemällä, oppia tekemällä". Vaikutus ei ole hyvä parametrien säätämisessä on vaihdettava, jos laitteita ei voida parantaa, joudut vaihtamaan toimittajaa. Siitä huolimatta, kun ensimmäinen kaksoiskuivaelektrodilla 4680 varustettu CyberTruck rullasi virallisesti pois tuotantolinjalta, kaikki alan epäilykset 4680 akusta ovat hävinneet.


Vaikka 56 prosentin kustannussäästötavoitteeseen on vielä matkaa, on teknisten läpimurtojen jälkeen vain ajan kysymys, milloin tuotantokapasiteetti ja tuottoaste kasvavat.

Voitettuaan kaikki vaikeudet Tesla kohtasi kysymyksen, joka sai ihmiset nauramaan ja itkemään:Onko itse valmistettu 4680-akku edelleen tärkeä Teslalle?

Itä-Aasian malli voittaa upeat taidot ja älykkyys

Kun 4680-akkuprojekti perustettiin, yksi keskeisistä syistä oli päästä eroon riippuvuudesta Panasonicista ja alentaa akkukustannuksia.

Kun Tesla sai valmiiksi kaikki projektin OKR:t, he hämmentyivät huomatessaan, että kaikki sen vuoden ongelmat oli ratkaistu heidän puolestaan.

Ensimmäinen on toimitusketjun rakenne: kun Shanghai Lingangin tehdas aloittaa rakentamisen, Tesla esittelee LG:n ja CATL:n, ja Panasonic toimittaa akkuja vain Yhdysvaltojen tehtaille. Tämä toimitusketjumalli ei voi olla vakaampi ja turvallisempi Teslalle.

Samaan aikaan Panasonic ja LG kehittävät myös 4680-akkuja ja massatuotanto on välitön. Vaikka CATL ei ole paljastanut 4680-akun edistymistä, se lanseerasi "Hexagonal Warrior" Kirin -akun viime vuoden lopussa, ja sanotaan, että kustannusten aleneminen on erittäin vaikuttava.

Vielä tärkeämpää on, että niiden neljän vuoden aikana, jolloin Tesla on työskennellyt 4680-akun parissa,TehoakkuKustannukset ovat romahtaneet.

Vaikka tehoparistojen raaka-aineen, litiumkarbonaatin hinta nousi kerran jyrkästi vuonna 2021, litiumkarbonaatti on alkanut romahtaa yhdessä vuosien kokemuksen kanssa, jotka ovat kasvattaneet tuotantoaan hurjasti 60 % maailman tuotantokapasiteetista, nämä kaksi ovat yhdessä alentaneet akkukustannuksia.


Muskin ajatus kustannusongelman ratkaisemisesta on "käyttää kalleinta menetelmää kustannusten laskemiseen." Muskilla on 50 ohjelmoijaa, jotka kirjoittavat ohjelman kirjanpitoprosessin automatisoimiseksi ja suorita se yhdessä päivässä.

Mallia 3 valmistavasta Gigafactorystä SpaceX:n tähtialukseen, näillä ideoilla ei ole haittoja. Mutta mitä tulee akkukustannusten alentamiseen, Musk aliarvioi Itä-Aasian ahkeria ja rohkeita ihmisiä.

Valtavan loppupään terminaalikysynnän vuoksi kiinalaiset akkuvalmistajat ovat ottaneet käyttöön valmistusteollisuuden yksinkertaisimman kustannusten kompressoinnin idean: kalkin käytön kustannusten laimentamiseen.

Tämän vuoden alussa oli huhuja, että CATL mainosti autoyhtiöille litiumrautafosfaattiakkuja, joiden hinta on enintään 0,4 yuania/Wh. Teslan 2170 akun hinta (111 dollaria/kWh) laski 56 % vuonna 2018. , Teslan 4680 akku Kustannustavoite on vähintään 0,35 yuania/Wh Vaikka Tesla saavuttaisi tavoitteensa, ero kahden osapuolen välillä on minimaalinen.

Teslan osakkeenomistajien kokouksessa tämän vuoden kesäkuussa Musk ehdotti pieniä tavoitteita 4680-akkutiimille ehdotettuaan 46 miljardin dollarin korvauspakettia:Loppuvuoden kustannukset ovat tavarantoimittajien tasolla.

Akun hinta ei voi avata merkittävää aukkoa valtavirran toimittajiin, mikä vaikuttaa entisestään toiseen keskeiseen syyyn 4680-akkuprojektin perustamiselle:Halpa malli 25 000 dollarilla.

Muskin näkemyksen mukaan edullinen 4680 akku on avain uuden mallin nostamiseen 25 000 dollarin hintapisteeseen. Ajat ovat kuitenkin muuttuneet, ja kiinalaiset kollegat voivat tuottaa 100 mallia halpoja malleja, joiden hinta on US $ 25 000 vuodessa, ja jotkut kiinalaiset autoyritykset voivat iteroida kahdesti vuodessa.

Muskin aikoinaan pilkaman BYD:n bruttokate on noussut 28,1 prosenttiin, kun taas sen autojen keskimääräinen yksikköhinta on laskenut 140 000 yuaniin ohittaen Teslan.

Olipa kyseessä 100 päivää kamppaileva akkutehdas, punasilmäinen sähköajoneuvojen hintasota tai 4680-akun ydinprojektin johtajan Drew Baglinon ero, ne kaikki näyttävät lähettävän viestin:Itse tuotetut 4680-akut eivät ole enää niin tärkeitä.

loppu

Vuoden 2020 Battery Day -tapahtumassa Musk paljasti häpeilemättä tavoitteensa sinä päivänä:Olkoon Tesla maailman vahvin tuotantoyhtiö.

Tästä akkupäivästä on kuitenkin tullut Teslan toistaiseksi ainoa akkupäivä. Seuraavina vuosina se oli vuosittainen "AI Day", joka valtasi yleisen mielipiteen ja todisti peräkkäisiä FSD-sirujen, Dojo-koulutusklustereiden, end-to-end autonomisten ajoalgoritmien ja humanoidirobotin Tesla Botin esiintymistä.


2022 AI Day, Tesla Bot "oikea henkilö" debytoi

Tämän vuoden ensimmäisellä neljänneksellä Teslan autoliiketoiminta putosi 13 % edellisvuoden vastaavaan ajanjaksoon verrattuna Muskin vastaus oli: ”Jos pidät Teslaa vain autoyhtiönä, mitä mieltä olet Teslasta. Ymmärrys on yksipuolista.

Verrattuna "S3XY"-sarjan buddhalaisiin päivityksiin ja salaperäisten mallien toistuviin viivästyksiin, Muskin iso piirakka on viime vuosina selvästikin siirtynyt lähemmäksi tekoälyn alaa v12-algoritmin suorasta lähetyksestä FSD:n pääsyn huhuihin. Kiina, robotaxin debyytistä Twitterissä roboteiksi Tesla siirtyy yhä kauemmaksi "valmistustyöstä" ensi vuonna töihin tehtaaseen.

Wall Streetin arvostuslogiikka on luultavasti vain pinnallinen Syy, joka on lähempänä totuutta, on luultavasti se, että Teslan tuotantokapasiteetti ei ole enää Teslan etu, olipa kyseessä sitten kokonaisia ​​ajoneuvoja tai avainkomponentteja, kuten akkuja tuotantokyvyt ovat vähitellen vienyt puheenvuoron toimitusketjussa.

Siruihin, algoritmeihin ja ohjelmistoihin rakennetun autonomisen ajamisen ja tekoälyn radalla Piilaakson lahjakkuuksien tarjonta sekä ohjelmistojen ja laitteistojen tuotekehitys on selkeässä johtoasemassa.

Amerikkalaisen yrityksen johtajana Musk tietää selvästi paremmin kuin kukaan muu, mistä Teslan vallihauta pitäisi kaivaa.


Viitteet

[1] Sähköajoneuvojen globaalit markkinat vuonna 2020, Canalys

[2] 4680:n vaikea syntymä. Vain Tesla uskaltaa rakentaa tämän kaltaisia ​​akkuja

[3] Kolme kysymystä ja kolme vastausta Teslan täysin autonomisesta ajojärjestelmästä (FSD) CICC

[4] Teslan akut ovat luokkansa parhaita, UBS

[5] Tesla Giga Texasin Model Y -edun megacast on yhtä pelottava kuin vallankumouksellinenkin, Teslarati

[6] Onko Elon Musk palannut "tuotantohelvetissä" Teslan 4680-akun kanssa? IEEE Spectrum

[7] Miljardin dollarin oikeusjuttu oikeuksien suojelemiseksi paljasti Teslan tien itsensä pelastukseen litiumakuilla ja perusti autoarvioinnin

[8] Menestys Teslan kanssa, häviä Toyotan kanssa: Panasonic Battery Apocalypse, Tokawa Research Institute

[9] Tesla tarvitsee akkuvalmistajan Kulttuurien yhteentörmäys uhkaa heidän suhdettaan, Wall Street Journal

Toimittaja: Li Motian

Visuaalinen suunnittelu: Shu Rui

Vastaava toimittaja: Li Motian

Kansikuva ShotDeckistä