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これまでのところ、テスラの唯一の「バッテリー デー」は 2020 年 9 月に開催されました。疫病の影響で、バッテリー デーは当初の日付から 5 か月延期されました。参加者に対する保護措置も非常に斬新でした。駐車場に座ってイベントを鑑賞してください。電気自動車。

延期の 5 か月の間に、世界の新エネルギー車市場は爆発的に成長し、年間販売台数は初めて 300 万台を超えました [1]。同時に、上海ギガファクトリーの生産能力が爆発的に増加し始め、毎月の生産能力の新記録を樹立したため、このバッテリーデーは大きな注目を集めました。

バッテリーデーでは、みんな車から見守っていました

参加方法がユニークであるだけでなく、マスク氏が選んだ場所にも非常にこだわりがある。フリーモント工場はテスラ初の自動車組立工場で、マスク氏は２年前に４７歳の誕生日をここで過ごした。

モデル3の生産能力が地獄に陥っていた当時、マスク氏は自らチームを率いて「21日間奮闘」し、危機を乗り切るために駐車場に半自動の仮設組立ラインを構築した。

「バッテリーデー」に、テスラ幹部のドリュー・バグリーノ氏は上司と格闘した日々を振り返り、マスク氏の口調でバッテリーデーのテーマを次のように要約した。

「世界で最高の車を作るために、私たちは工場でゼロから車両を設計します。今度はバッテリーについても同じことを行うつもりです。」

続いて、このカンファレンスの真の主役「4680バッテリー」が正式に登場した。

名前が示すように、4680 バッテリーは直径 46 mm、高さ 80 mm の円筒型バッテリーを指します。前世代の 2170 バッテリー (直径 21 mm、高さ 70 mm) と比較して、エネルギー密度が大幅に向上し、同じバッテリー寿命で車両の生産コストを大幅に削減できます。

マスク氏の数多くの大規模プロジェクトの中で、4680バッテリーは実現に最も近いプロジェクトだ。現在に至るまで、PPT上のほぼすべてのブラックテクノロジーが実現されており、2023年初めの財務報告会見でマスク氏は2024年は「4680」になるだろうと述べた。

しかし、今年4月、バッテリーデーで4680バッテリーを発表した高EQ幹部のドリュー・バグリーノ氏が予期せず辞任し、テスラの世界規模の人員削減の10％最適化リストで最上位の従業員の1人となった。

ドリュー・バグリーノ氏はテスラで18年以上働いており、共同創設者のJB・ストラウベル氏が2019年に辞任した後、ドリュー・バグリーノ氏は事実上のCTOであり、4680バッテリーと研究開発生産のリーダーであった。

それで、何がマスクを変えたのでしょうか？

別れるという決意

2019年6月、CNBCはテスラ・フリーモント工場から車でわずか7分のカリフォルニア州フリーモントにある謎のオフィスビルを暴露したが、いたるところに見られる「Tesla」のロゴを除けば、外の世界にはそれが何なのか全く分からない。建物内では何も起きていない。

CNBC によると、ここはテスラの「秘密の電池研究所」であり、非常に挑発的なタイトルが付けられています。テスラはパナソニックへの依存から脱却し、バッテリーを自社生産しようとしている。

パナソニックは、初期のテスラの最も熱心な支援者であり、テスラの上場前夜に3,000万米ドルを惜しみなく投資しただけでなく、テスラの中核的なバッテリーサプライヤーでもあった。

しかし、CNBCの報道では、4680バッテリープロジェクトが開始された理由の1つが明らかになりました。テスラとパナソニックの提携は長い間切り離せない関係にありました。

モデルSの量産期以来、マスク氏はパナソニックのバッテリー生産能力を批判してきたが、モデル3の生産地獄に関してマスク氏は、パナソニックのバッテリー生産が遅すぎると公に述べた。当時、アメリカのメディアは、2170個のバッテリーパックを生産するのに7時間かかり、生産されたバッテリーのスクラップ+リワーク率が一時は40%にも達したと報じた[2]。

生産能力と歩留まりの問題に加えて、両者の大きな違いは、電池の輸送コストと50万個という目標生産能力計画を考慮すると、上海臨港市のスーパー工場が間もなく完成するという点である。追加の資金を投資して上海に行って電池工場を一緒に建設してみてください。

しかし、パナソニックの電池事業は長年にわたってテスラにとって損失を被っており、テスラが兄弟たちを早急に処理し、パナソニックができるだけ早く投資を回収できることを願っている。そのため、パナソニックはテスラと中国に進出する用意があると述べているが、まだ実質的な行動は取っていない。

パナソニックとの亀裂が深まり、テスラは電池を自社生産する決意を強めた。

4680 バッテリー プロジェクトのもう 1 つの大きな背景は、バッテリー デーにマスク氏が描いた別のパイです。3年以内に2万5000ドル（約17万8000元）の廉価モデルを投入する。

純粋な電気自動車では、動力バッテリーが車両全体のコストの約40％を占めており、これが安価なモデルの発売に対する最大の障害であるとマスク氏はみなしている。

マスク氏のビジョンによれば、モデル 3 よりも安価なモデル、噂のモデル 2/Q が重要です。安価なモデルはテスラの自動車販売を拡大できるだけでなく、ソフトウェアサブスクリプション収入の成長を支える重要な比重を占めている。

マスク氏を最初に理解したのはアーク・ファンドの創設者キャシー・ウッド氏で、2018年の公開書簡でウッド氏はテスラの評価ロジックを次のように明らかにした。テスラは自動車メーカーから「サービスとしてのモビリティ（MaaS）企業」に変貌する。

MaaSサービスは自動運転アルゴリズムを中心に構築されたテスラのソフトウェア事業で、運転支援機能FSDのサブスクリプションやロボタクシー（自動運転タクシー）事業などを含む。

その中で最も重要なFSDサブスクリプション収入は、テスラの財務報告書ではスーパー充電ステーションやその他の事業と合わせて「サービスおよびその他の収入」に組み込まれている。

テスラの場合、たとえ自動車所有者のわずか 1% が FSD ソフトウェアを購入したとしても、自動車の販売が十分に高い限り、利益は非常に大きくなります。 25,000ドルの安価なモデルは、売上を拡大するための最大の武器です。FSDのサブスクリプション数が増加すると、研究開発コストも薄まり、利益率はさらに高まります。

したがって、2020 年のバッテリー デーには、パナソニックへの依存を断つか、バッテリーのコストをさらに下げるか、25,000 ドルの新モデルを購入するかにかかわらず、すべては 1 つの明確な目標にかかっています。

4680電池を開発・量産。

コストゲーム

バッテリーのコストを測定するための中心的な指標は、電力単位あたりのコスト、つまり kWh あたりのコストです。

2018年にUBSが発表した報告書によると、パナソニックがテスラに供給した2170バッテリーのコストはわずか111ドル/kWhで、業界で最も低い[4]。これはLG化学およびLG化学のそれよりも少なくとも25%低いです。

ウォール・ストリート・ジャーナルによると、マスク氏は生産コストの管理に病的なまでの執着を持っており、パナソニックの津賀一宏社長に直接電話して価格引き下げを要求する習慣があるという[9]。後者はマスクについて次のように不満を述べた[9]。

イーロン氏は繰り返し値下げを要求し、私は一度このようなことが再び起こった場合には、パナソニックの従業員と設備をギガファクトリーから排除することを検討すると返答しました。

「バッテリーの日」に、テスラはいつものように4680バッテリーのセル容量、バッテリー寿命、電力、その他の改善目標を明らかにしたが、マスク氏はさらに踏み込んで、テスラがどのように「kWhあたりのコストを56％削減する」計画であるかをオープンに明らかにした。定量的基準:

14% は設計に依存し、18% は生産技術に依存し、17% は正極および負極の材料 (負極 5%、正極 12%) に依存し、7% はバッテリーと自動車の統合技術に依存しています。

デザインとは、バッテリー自体の体積や構造の変更を指します。

4680 バッテリーは 2170 バッテリーよりも太く、単一のバッテリーの容量が増加するため、同じ容量のバッテリー パック (セル) に必要なバッテリーの数は少なくなります。

計算によると、モデル 3 長距離バージョンのバッテリー パックには 2170 セルが 4,400 個必要ですが、4680 に切り替えると必要なセルは 960 個だけになります。これは、構造部品と溶接の数が大幅に削減され、コストが削減されることに相当します。

2170 バッテリーと 4680 バッテリー

バッテリーと自動車の統合技術、本体とバッテリーコアを一体化したダイカスト技術を指します。

現在成熟したソリューションは次の 3 つの要素から構成されています。体は次のように分かれています前部と後部の 2 つのパーツとバッテリーを収容する中間パーツは別々に鋳造され、その後組み立てられます。

マスク氏は、なぜ翼に溶接された飛行機の燃料タンクのように、3つの部品を一緒に鋳造してバッテリーを車の構造の一部にすることができないのか、と語った。マスク氏によれば、このソリューションにより部品点数が 370 個削減され、これが最も直接的に車両全体のコスト削減につながります。

正極材料と負極材料の調整は実験室レベルでテストされます。

正極はニッケル含有量を増やし、コバルト含有量を減らします。金属ニッケル (ネジなど) は金属コバルトよりも安価であるため、負極にはシリコンがドープされており、電池容量が増加するだけでなく、純粋なシリコン負極は現在主流のグラファイト負極 (1 ドル/kWh) よりも安価です。 ）。

製造プロセスは電極を中心に展開されますが、これは 4680 バッテリーの量産における最大の困難でもあります。

1 つは、タブのデザインを削除し、バッテリーの底部とケース全体をタブとして使用することです。この方法では、半製品のバッテリーを組立ラインから取り外し、タブを溶接して元に戻す必要がなく、組立ラインは決して停止することがなく、停電がない限り必要がありません。仕事を辞めるために。

バッテリータブとポールレスタブのデザイン：ハゲになり、さらに強くなる

2つ目は乾式電極技術の開発です。現在主流の湿式電極技術は、正極材料と負極材料をさまざまな溶媒と混合し、ポールピースに塗布する方法です。溶媒の中には毒性が強いものがあるため、ベーキングによって溶媒を蒸発させる必要があります。この「オーブン」は長さ 100 メートルで、焼くのに最大 12 時間かかります [2] ため、効率狂いのマスク氏は歯を食いしばっています。

名前が示すように、乾式電極技術は「湿らせてから乾燥させる」という面倒な作業を取り除き、乾燥した正極材料と負極材料を電極片上に「積み重ね」ます。生産能力単位当たりの設備支出は 1/3 に削減され、作業場面積とエネルギー損失は 90% 削減され[2]、時間の節約だけでなく家賃の節約にもなります。

マスク氏が設定した 3 年の期間内に、テスラはほぼすべての生産上の問題を解決しました。

2021年9月、マスク氏は4680バッテリーの性能と寿命を検証したと発表した[6]。これは、テスラが電池の設計と正極材料と負極材料の調整に関して設定した目標を達成したことを示しています。

2022年1月、テスラはパイロット工場で100万個の4680バッテリーを生産したが、これはモデルY1,000台に供給するのに十分な量だった。 2023年10月には電池生産能力が2000万個に跳ね上がる。

唯一の問題は、乾式電極技術にあります。2023 年末までに、テスラは実際に 2 世代の 4680 バッテリーをリリースしましたが、どちらも乾式電極技術を完全には実現していませんでした。負極のみが乾燥しており、正極は依然として従来の湿式電極です。

電極はバッテリーセル製造において最も高価なリンクであり、コスト削減タスクにおいて最も多くの KPI を受け取ります。デュアル乾式電極が 1 日でも導入されなければ、テスラの 56% コスト削減目標はさらに遠ざかることになります。

乾式電極技術の最大の難点は、既成の装置がないため、パラメータを調整しても効果が得られないことです。設備を変更する必要がある場合は、サプライヤーを変更する必要があります。それでも、デュアル乾式電極 4680 を搭載した最初の Cyber​​Truck が正式に生産ラインから出荷されたため、4680 バッテリーに対する業界内のすべての疑念は消え去りました。

56%のコスト削減目標にはまだ距離がありますが、技術的な進歩により、生産能力と歩留まりが向上するのは時間の問題です。

すべての困難を乗り越えた後、テスラは人々を笑わせ、泣かせる質問に直面しました。テスラにとって自社生産の 4680 バッテリーは依然として重要ですか?

素晴らしいスキルと賢さは東アジアのモデルに負ける

4680 バッテリー プロジェクトが設立されたとき、主な理由の 1 つは、パナソニックへの依存を解消し、バッテリーのコストを削減することでした。

テスラがプロジェクトのすべての OKR を完了したとき、その年に直面したすべての問題が解決されたことに気づき当惑しました。

1つ目はサプライチェーン構造です。上海臨港工場の建設が始まると、テスラはLGとCATLを導入し、パナソニックは米国の工場にのみバッテリーを供給します。テスラにとって、このサプライ チェーン パターンはこれ以上に安定かつ安全です。

同時に、パナソニックとLGも4680バッテリーを開発しており、量産が目前に迫っている。 CATLは4680電池の進捗状況を明らかにしていないが、昨年末に「六角戦士」キリン電池を発売しており、コスト削減は非常に目覚ましいと言われている。

さらに重要なことは、テスラが 4680 バッテリーの開発に取り組んできた 4 年間で、パワーバッテリーコストが大幅に下がりました。

動力用電池の原料である炭酸リチウムの価格は、2021年に一度高騰したが、昨年以降、大幅に生産を拡大してきた中国の電池工場の長年の経験も相まって、急落モードに入った。世界の生産能力の 60% を占めるこの 2 つを組み合わせることで、バッテリーのコストが大幅に削減されます。

コスト問題を解決するマスク氏の考えは、「コストを削減するために最も高価な方法を使用する」というもので、会計計算には月に10人の会計士が必要で、マスク氏は50人のプログラマーに会計プロセスを自動化する一連のプログラムを書かせることになる。そして1日で完了します。

モデル 3 を製造するギガファクトリーからスペース X の宇宙船まで、この一連のアイデアには何のデメリットもありません。しかし、電池コストの削減に関しては、マスク氏は東アジアの勤勉で勇敢な人々をやや過小評価している。

下流のターミナル需要が膨大であるため、中国の電池メーカーは、規模を利用してコストを希釈するという、製造業界で最も単純なコスト圧縮のアイデアを採用しました。

今年の初めに、CATLが自動車会社に0.4元/Wh以下のリン酸鉄リチウム電池を売り込んでいるという噂があったが、テスラの2170電池コスト（111ドル/kWh）によると、2018年には56％下落したという。 , テスラの4680バッテリーコスト目標は少なくとも0.35元/Wh テスラが目標を達成したとしても、両者の差は最小限にとどまる。

今年6月のテスラ株主総会で、マスク氏は460億ドルの報酬パッケージを提案した後、4680バッテリーチームに小さな目標を提案した。年末のコストはサプライヤーと同等です。

バッテリーのコストでは、主流のサプライヤーとの間に大きな差を開くことはできません。これは、4680 バッテリー プロジェクト設立のもう 1 つの中心的な理由にさらに影響を与えます。25,000円の格安モデル。

マスク氏のビジョンでは、低コストの 4680 バッテリーが新モデルを 25,000 ドルの価格帯に引き上げる鍵となる。しかし時代は変わり、中国の同業者は年間2万5000ドルの安価なモデルを100モデル生産でき、一部の中国自動車会社は年に2回の生産を繰り返すことができる。

かつてマスク氏に揶揄されたBYDは、粗利益率が28.1%に上昇する一方、自動車の平均単価は14万元に下がり、テスラを上回った。

100日間苦戦しているバッテリー工場であれ、目の前の電気自動車の価格戦争であれ、4680バッテリーコアプロジェクトのリーダーであるドリュー・バグリーノ氏の辞任であれ、それらはすべて次のようなメッセージを送っているようだ。自社製の 4680 バッテリーは、もはやそれほど重要ではありません。

終わり

2020年のバッテリーデーで、マスク氏はその日の野望を恥ずかしがらずに明らかにした。テスラを世界最強の製造会社にしましょう。

ただし、このバッテリーデーは、これまでのところテスラの唯一のバッテリーデーとなっています。翌年、世論を引き継いだのは毎年恒例の「AI デー」となり、FSD チップ、Dojo トレーニング クラスター、エンドツーエンドの自動運転アルゴリズム、人型ロボットの Tesla Bot が次々と登場しました。

2022 AI Day、Tesla Bot「本物の人」がデビュー

今年の第1四半期、テスラの自動車事業は前年同期比13％減​​少した。不当な報酬を非常に感じている投資家に直面して、マスク氏は次のように答えた。 「理解が一方的だ。」

「S3XY」シリーズの仏事アップデートや謎のモデルの頻繁な遅延と比較すると、v12アルゴリズムの生放送からFSD参入の噂に至るまで、近年のマスク氏の大きなパイは明らかに人工知能の分野に近づいている。中国、ツイッターでロボタクシーデビューからロボットへ 来年から工場で働く予定、テスラはますます「製造業」から遠ざかっている。

おそらくウォール街の評価ロジックは表面的なものに過ぎないが、おそらく真実に近いのは、完成車であろうとバッテリーなどの主要部品であろうと、テスラの製造能力はもはやテスラの優位性ではなく、その代わりに中国のサプライヤーが強いものに依存しているからだろう。生産能力はサプライチェーン内で発言する権利を徐々に奪っていきました。

チップ、アルゴリズム、ソフトウェアに基づいて構築された自動運転と人工知能の軌道において、シリコンバレーの人材供給とソフトウェアとハ​​ードウェアの研究開発蓄積は明らかに主導的な立場にあります。

アメリカ企業のトップであるマスク氏は、明らかにテスラの堀をどこに掘るべきかを他の誰よりもよく知っている。

参考文献

[1] 2020年の電気自動車の世界市場、Canalys

[2] 4680 の困難な誕生。このような電池をあえて製造できるのは Tesla だけです。

[3] テスラの完全自動運転 (FSD) システム CICC に関する 3 つの質問と 3 つの回答

[4] テスラのバッテリーはクラス最高の価値を証明、UBS

[5] テスラギガテキサスのモデルYフロントメガキャストは、革命的であると同時に威圧的でもある、テスララティ

[6] イーロン・マスクはテスラの4680バッテリーで再び「生産地獄」に陥るのか？IEEE Spectrum

[7] 権利保護を求めた10億米ドルの訴訟により、テスラがリチウム電池で自力救済する道が明らかになり、自動車の見直しが確立された

[8] テスラの成功、トヨタの敗北: パナソニック電池黙示録、外川研究所

[9] テスラは電池メーカーを必要としている、文化衝突が両者の関係を脅かす、ウォール・ストリート・ジャーナル

編集者：李莫天

ビジュアルデザイン：シュウ・ルイ

担当編集者：李莫天

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