소식

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지금까지 Tesla의 유일한 "배터리 데이"는 2020년 9월에 열렸습니다. 전염병으로 인해 배터리 데이가 원래 날짜보다 5개월 연기되었습니다. 참가자를 위한 보호 조치도 매우 참신했습니다. 주차장에 앉아 이벤트를 시청하세요. 전기 자동차.

5개월의 지연 기간 동안 전 세계 신에너지 자동차 시장은 폭발적으로 성장하여 연간 판매량이 처음으로 300만 대를 돌파했습니다[1]. 동시에, 상하이 기가팩토리는 생산 능력을 폭발적으로 늘리기 시작하여 월간 생산 능력 신기록을 세웠으며, 이번 배터리 데이가 많은 관심을 끌었습니다.

Battery Day에는 모두가 차에서 지켜보고 있었습니다.

참여 방식도 독특할 뿐만 아니라 머스크가 선택한 장소도 매우 특별하다. 프리몬트 공장은 테슬라의 첫 번째 자동차 조립 공장으로, 머스크는 2년 전 이곳에서 47번째 생일을 보냈다.

모델3 생산 능력이 지옥에 빠졌던 당시, 머스크는 위기에서 살아남기 위해 직접 팀을 이끌고 '21일간의 투쟁'을 벌이고 주차장에 반자동 임시 조립 라인을 구축했다.

'배터리 데이'에서 테슬라 임원인 드류 발리노(Drew Baglino)는 상사와 힘겨웠던 시절을 되돌아보며 배터리 데이의 주제를 머스크의 어조로 요약했다.

"세계 최고의 자동차를 만들기 위해 우리는 공장에서 처음부터 자동차를 설계합니다. 이제 배터리에도 동일한 작업을 수행할 것입니다."

이어 이번 컨퍼런스의 진짜 주인공인 '4680 배터리'가 정식으로 등장했다.

4680 배터리는 이름에서 알 수 있듯이 직경 46mm, 높이 80mm의 원통형 배터리를 말한다. 이전 세대 2170 배터리(직경 21mm, 높이 70mm)에 비해 에너지 밀도가 크게 향상되어 동일한 배터리 수명으로 차량 생산 비용을 크게 줄일 수 있습니다.

머스크의 많은 대형 프로젝트 중 4680 배터리가 가장 현실화에 가까운 프로젝트다. 머스크는 2023년 초 재무보고 회의에서 2024년이 '4680'이 될 것이라고 말했다.

그러나 올해 4월 배터리 데이에서 4680 배터리를 공개했던 하이 EQ 임원 드류 바글리노(Drew Baglino)가 돌연 사임하면서 테슬라의 글로벌 정리해고 10% 최적화 리스트에서 가장 높은 순위의 직원 중 한 명이 됐다.

Drew Baglino는 2019년 공동 창립자 JB Straubel이 사임한 후 Tesla에서 18년 이상 근무했으며, 사실상 CTO이자 4680 배터리 및 R&D 생산의 리더였습니다.

그렇다면 머스크는 무엇이 바뀌었나요?

헤어지겠다는 결심

2019년 6월, CNBC는 테슬라 프리몬트 공장에서 차로 불과 7분 거리에 있는 캘리포니아주 프리몬트의 미스터리한 사무실 건물을 폭로했다. 어디에서나 볼 수 있는 '테슬라' 로고를 제외하면 외부 세계는 무엇인지 전혀 알 수 없다. 건물에서는 아무 일도 일어나지 않습니다.

CNBC에 따르면 이곳은 Tesla의 "비밀 배터리 연구소"이며 매우 도발적인 제목을 가지고 있습니다.Tesla는 Panasonic에 대한 의존에서 벗어나 자체 배터리를 만들려고 노력하고 있습니다.

파나소닉은 테슬라 상장 직전에 3천만 달러를 아낌없이 투자했을 뿐만 아니라 테슬라의 핵심 배터리 공급업체이기도 했다.

그러나 CNBC 보고서는 4680 배터리 프로젝트가 시작된 이유 중 하나를 공개했습니다.Tesla와 Panasonic의 동맹은 오랫동안 뗄래야 뗄 수 없는 관계였습니다.

머스크는 모델 S 양산 시기부터 파나소닉의 배터리 생산 능력에 대해 비판적이었다. 모델 3의 생산 지옥에 관해서 머스크는 파나소닉의 배터리 생산이 너무 느리다고 공개적으로 밝혔다. 당시 미국 언론은 2170개 배터리 팩 한 세트를 생산하는 데 7시간이 걸렸고, 생산된 배터리의 폐기+재작업 비율이 한때 40%에 달했다고 보도했다[2].

생산 능력과 수율 문제 외에도 두 당사자의 실질적인 차이점은 상하이 린강에 있는 슈퍼 공장이 곧 완공된다는 점이다. 배터리 운송 비용과 목표 생산 능력 계획인 50만개를 고려하면 머스크는 파나소닉이 이를 희망하고 있다. 추가로 돈을 투자해서 상하이로 가서 함께 배터리 공장을 지어보세요.

하지만 파나소닉의 배터리 사업은 테슬라에게 수년째 적자를 안고 있다. 테슬라가 빨리 형제들을 정리하고 파나소닉이 하루빨리 투자금을 회수할 수 있기를 바란다. 이에 파나소닉은 테슬라와 함께 중국에 진출할 의향이 있다고 밝혔으나 아직 실질적인 조치를 취하지 않은 상태다.

파나소닉과의 갈등이 커지면서 자체 배터리를 생산하려는 Tesla의 결심이 더욱 강화되었습니다.

4680 배터리 프로젝트의 또 다른 큰 배경은 머스크가 배터리 데이에 그린 또 다른 파이입니다.3년 안에 미화 25,000달러(약 178,000위안)의 저렴한 모델이 출시될 예정이다.

순수 전기차에서 전원 배터리가 전체 차량 원가의 약 40%를 차지하는데, 이는 머스크가 저가형 모델 출시의 가장 큰 걸림돌로 꼽는다.

Musk의 비전에 따르면 Model 3보다 저렴한 모델인 Model 2/Q가 중요하다는 소문이 있습니다. 저렴한 모델은 Tesla의 자동차 판매를 확대할 수 있을 뿐만 아니라 소프트웨어 구독 수익 성장을 지원하는 중요한 가중치이기도 합니다.

머스크를 가장 먼저 이해한 사람은 Ark Fund의 창립자인 Cathie Wood였습니다. Wood는 2018년 공개 서한에서 Tesla에 대한 자신의 가치 평가 논리를 공개했습니다.테슬라는 자동차 제조사에서 '서비스형 모빌리티(MaaS) 기업'으로 변신한다.

MaaS 서비스는 자율주행 알고리즘을 중심으로 구축된 테슬라의 소프트웨어 사업으로, 운전 보조 기능 FSD, 로보택시(자율주행 택시) 사업 등을 구독하는 서비스 등이 포함된다.

그중 가장 중요한 FSD 가입 수익은 슈퍼충전소 및 기타 사업과 결합해 테슬라 재무보고서에서 '서비스 및 기타 수익'으로 집계된다.

Tesla의 경우 자동차 소유자의 1%만이 FSD 소프트웨어를 구입하더라도 자동차 판매량이 충분히 높으면 이익이 매우 클 것입니다. 25,000달러의 저렴한 모델은 판매 확대를 위한 최고의 무기입니다. FSD 가입 수가 증가함에 따라 연구 개발 비용도 희석되어 이윤이 더욱 증가합니다.

따라서 2020년 배터리 데이에는 Panasonic에 대한 의존도를 낮추든, 배터리 비용을 추가로 낮추든, 25,000달러짜리 새로운 모델을 선택하든 모두 하나의 명확한 목표에 달려 있습니다.

4680 배터리 개발, 양산

비용 게임

배터리 비용을 측정하는 핵심 지표는 전력 단위당 비용, 즉 kWh당 비용이다.

2018년 UBS가 발표한 보고서에 따르면 파나소닉이 테슬라에 공급하는 2170 배터리 가격은 업계 최저 수준인 111달러/kWh에 불과하다. 이는 LG화학보다 낮고, CATL은 최소 25% 낮다.

월스트리트저널(WSJ)에 따르면 머스크는 파나소닉의 쓰가 가즈히로 사장에게 직접 전화해 가격을 낮춰달라고 요구하는 버릇이 있다. 후자는 머스크에 대해 불평했습니다[9]:

Elon은 계속해서 가격 인하를 요구했고, 저는 그에게 이런 일이 다시 발생하면 Gigafactory에서 Panasonic 직원과 장비를 제거하는 것을 고려할 것이라고 답했습니다.

테슬라는 '배터리 데이'에서 평소대로 4680 배터리 셀 용량, 배터리 수명, 전력 등 개선 목표를 공개했지만, 머스크는 더 나아가 테슬라가 어떻게 'kWh당 비용을 56% 절감'할 계획인지 공개적으로 밝혔다. 정량적 기준:

14%는 디자인에 의존하고, 18%는 생산 기술에 의존하고, 17%는 양극 및 음극 소재(음극 5%, 양극 12%)에 의존하고, 7%는 배터리 및 자동차 통합 기술에 의존합니다.

디자인이란 배터리 자체의 부피와 구조적 변화를 말한다.

4680 배터리는 2170 배터리보다 뚱뚱해지고 단일 배터리의 용량도 늘어나기 때문에 같은 용량의 배터리 팩(셀)에는 더 적은 배터리가 필요하다.

계산에 따르면 모델 3 장거리 버전의 배터리 팩에는 2170셀 4,400개가 필요하며, 4680으로 전환할 경우 960셀만 필요하다. 이는 구조 부품 수와 용접 수를 대폭 줄여 비용을 절감한 셈이다.

2170 배터리와 4680 배터리

배터리와 자동차 통합 기술,이는 본체와 배터리 코어의 통합 다이캐스팅 기술을 나타냅니다.

현재 성숙한 솔루션은 세 부분으로 구성됩니다.신체는 다음과 같이 나누어진다.전면과 후면 2개의 부품과 배터리를 수용하는 중간 부품을 별도로 주조한 후 조립합니다.

머스크는 왜 세 부분을 함께 주조할 수 없고 배터리가 날개에 용접된 비행기 연료 탱크처럼 자동차 구조의 일부가 될 수 없는지 말했습니다.머스크에 따르면 이 솔루션은 부품 수를 370개까지 줄여 전체 차량 비용을 가장 직접적으로 절감할 수 있다고 한다.

양극 및 음극 재료의 조정은 실험실 수준을 테스트합니다.

양극은 니켈 함량을 높이고 코발트 함량을 줄입니다. 금속 니켈(예: 나사)은 금속 코발트보다 저렴하기 때문에 음극에 실리콘이 도핑되어 배터리 용량이 증가할 뿐만 아니라 순수 실리콘 음극도 현재 주류인 흑연 음극보다 저렴합니다($1/kWh). ).

생산 공정은 전극을 중심으로 진행되는데, 이는 4680 배터리 양산에 있어 가장 큰 난제이기도 하다.

하나는 탭 디자인을 제거하고 배터리 하단과 케이스 전체를 탭으로 사용하는 것입니다.이렇게 하면 조립 라인에서 반제품 배터리를 제거하고 탭을 용접한 다음 다시 넣을 필요가 없습니다. 조립 라인은 절대 멈출 수 없으며 정전이 없는 한 필요가 없습니다. 퇴근하려고.

배터리 탭 및 폴리스 탭 디자인: 대머리가 되고 강해짐

두 번째는 건식전극 기술 개발이다.현재 주류를 이루고 있는 습식전극 기술은 양극재와 음극재를 다양한 용매와 혼합한 후 극편에 코팅하는 방식이다. 일부 용매는 독성이 강하기 때문에 베이킹을 통해 용매를 증발시켜야 한다. 이 "오븐"은 길이가 100미터이고 굽는 데 최대 12시간이 걸립니다. [2] 효율성이 뛰어난 미치광이 머스크는 이를 악물게 됩니다.

건식 전극 기술은 이름에서 알 수 있듯이 '습윤 후 건조'라는 측면의 가시를 제거하고 전극 조각 위에 건조된 양극 및 음극 재료를 '적층'합니다. 생산 능력 단위당 장비 비용은 1/3로 줄어들고, 작업장 면적과 에너지 손실은 90% 감소하여[2] 시간이 절약될 뿐만 아니라 임대료도 절약됩니다.

머스크가 정한 3년 안에 Tesla는 거의 모든 생산 문제를 해결했습니다.

머스크는 2021년 9월 4680 배터리의 성능과 수명을 검증했다고 발표했다[6]. 이는 테슬라가 배터리 설계와 양극재 및 음극재 조정 측면에서 설정한 목표를 달성했음을 보여준다.

2022년 1월 Tesla는 파일럿 공장에서 100만 개의 4680 배터리를 생산했는데 이는 Model Y 1,000대를 공급하기에 충분합니다. 2023년 10월이면 배터리 생산능력이 2,000만개로 늘어난다.

유일한 문제는 건식 전극 기술에 있습니다.2023년 말까지 Tesla는 실제로 2세대 4680 배터리를 출시했지만 둘 다 건식 전극 기술을 완전히 구현하지 못했습니다.음극만 건조하고 양극은 여전히 ​​전통적인 습식 전극입니다.

전극은 배터리 셀 제조에 있어서 가장 고가의 링크이며, 원가절감 과제에서도 가장 많은 KPI를 받았습니다. 듀얼 건식 전극을 하루 동안 구현하지 않으면 Tesla는 56% 비용 절감 목표에서 더 멀어지게 됩니다.

건식 전극 기술이 직면한 가장 큰 어려움은 기성 장비가 없기 때문에 "실행하여 학습"할 수 있다는 것입니다. 매개 변수를 조정할 때 효과가 좋지 않습니다. 장비를 개선할 수 없으면 공급업체를 변경해야 합니다. 그럼에도 불구하고 듀얼 건식 전극 4680을 장착한 최초의 사이버트럭이 공식적으로 생산 라인을 시작하면서 4680 배터리에 대한 업계의 모든 의구심은 사라졌습니다.

56% 원가절감 목표와는 아직 거리가 있지만, 기술 혁신을 거쳐 생산능력과 수율이 높아지는 것은 시간문제다.

모든 어려움을 극복한 후, 테슬라는 사람들을 웃고 울게 만드는 질문에 직면했습니다.자체 생산 4680 배터리가 Tesla에 여전히 중요한가요?

환상적인 실력과 영리함은 동아시아 모델에게 패배

4680 배터리 프로젝트가 설립되었을 때 핵심 이유 중 하나는 파나소닉에 대한 의존도를 없애고 배터리 비용을 절감하는 것이었습니다.

Tesla가 프로젝트의 모든 OKR을 완료했을 때 그들은 그 해 직면했던 모든 문제가 해결되었다는 사실을 알고 당황했습니다.

첫 번째는 공급망 구조다. 상하이 링강 공장 착공에 따라 테슬라는 LG와 CATL을 도입하고, 파나소닉은 미국 공장에만 배터리를 공급한다. 이러한 공급망 패턴은 Tesla에게 이보다 더 안정적이고 안전할 수 없습니다.

동시에 파나소닉과 LG도 4680 배터리를 개발 중이며 양산이 임박했다. CATL은 4680 배터리의 진행 상황을 공개하지 않았지만 지난해 말 '헥사곤 워리어(Hexagonal Warrior)' 기린 배터리를 출시해 원가 절감 효과가 매우 인상적이라고 한다.

더 중요한 것은 Tesla가 4680 배터리를 연구해온 4년 동안전원 배터리비용이 급락했습니다.

파워 배터리의 원재료인 탄산리튬 가격은 2021년 한때 급등했지만 지난해부터 폭락세를 보이고 있다. 전 세계 생산 능력의 60%를 차지하는 이 두 가지가 결합되어 배터리 비용이 완전히 절감되었습니다.

비용 문제를 해결하려는 머스크의 생각은 "비용을 줄이기 위해 가장 비싼 방법을 사용하는 것"이다. 회계를 계산하려면 한 달에 10명의 회계사가 필요하며, 머스크는 50명의 프로그래머에게 회계 프로세스를 자동화하는 프로그램 세트를 작성하게 한다. 하루 만에 완료됩니다.

Model 3를 생산하는 Gigafactory부터 SpaceX의 우주선까지 이러한 아이디어에는 단점이 없습니다. 그러나 배터리 비용 절감에 있어서 머스크는 열심히 일하고 용감한 동아시아 사람들을 다소 과소평가합니다.

거대한 다운스트림 터미널 수요로 인해 중국 배터리 제조업체는 제조 업계에서 가장 간단한 비용 압축 아이디어를 채택했습니다. 규모를 사용하여 비용을 희석하는 것입니다.

올해 초 CATL이 0.4위안/Wh 이하의 가격으로 인산철 리튬 배터리를 자동차 회사에 홍보하고 있다는 소문이 돌았습니다. Tesla의 2170 배터리 가격($111/kWh)은 2018년에 56% 감소했습니다. , Tesla의 4680 배터리 비용 목표는 최소 0.35 위안 / Wh입니다. Tesla가 목표를 달성하더라도 양 당사자 간의 격차는 최소화됩니다.

머스크는 올해 6월 테슬라 주주총회에서 460억 달러 연봉 패키지를 제안한 뒤 4680 배터리 팀에 작은 목표를 제안했다.연말 비용은 공급업체와 동일합니다.

배터리 비용은 주류 공급업체와 큰 격차를 벌릴 수 없으며 이는 4680 배터리 프로젝트 설립의 또 다른 핵심 이유에 더욱 영향을 미칩니다.25,000달러의 저렴한 모델입니다.

Musk의 비전에서는 저렴한 4680 배터리가 새 모델을 25,000달러 가격대로 끌어올리는 열쇠입니다. 그러나 시대가 바뀌어 중국 업체는 연간 25,000달러의 저렴한 모델 100개 모델을 생산할 수 있고 일부 중국 자동차 회사는 1년에 두 번 반복할 수 있습니다.

한때 머스크에게 조롱을 받았던 BYD는 매출총이익률이 28.1%로 증가한 반면, 자동차 평균단가는 14만 위안으로 하락해 테슬라를 앞질렀다.

100일 동안 어려움을 겪고 있는 배터리 공장이든, 적목 현상이 일어나는 전기차 가격 전쟁이든, 4680 배터리 핵심 프로젝트의 리더인 드류 바글리노(Drew Baglino)의 사임이든 모두 다음과 같은 메시지를 보내는 것 같습니다.자체 생산 4680 배터리는 더 이상 중요하지 않습니다.

끝

2020년 배터리 데이에서 머스크는 그날 자신의 야망을 당당하게 밝혔습니다.Tesla를 세계에서 가장 강력한 제조 회사로 만들자.

하지만 이번 배터리데이는 현재까지 테슬라의 유일한 배터리데이가 됐다. 다음 해에는 FSD 칩, Dojo 훈련 클러스터, 엔드 투 엔드 자율 주행 알고리즘 및 휴머노이드 로봇 Tesla Bot이 연달아 등장하는 것을 목격하면서 여론을 장악한 연례 "AI 데이"였습니다.

2022년 AI 데이, 테슬라봇 '실제 인물' 데뷔

올해 1분기 테슬라의 자동차 사업은 전년 동기 대비 13% 감소했다. 투자자들이 심각한 체불을 느낀 것에 대해 머스크는 “테슬라를 자동차 회사로만 본다면 테슬라에 대해 어떻게 생각하십니까?”라고 답했다. ?” 이해가 일방적입니다.”

"S3XY" 시리즈의 불교 업데이트와 신비한 모델의 잦은 지연에 비해 최근 몇 년간 머스크의 빅 파이는 v12 알고리즘의 생방송부터 FSD 진입 소문까지 인공 지능 분야에 더 가까워졌습니다. 중국, 트위터 로보택시 데뷔부터 로봇까지 내년에 공장에 출근하면서 테슬라는 점점 '제조'에서 멀어지고 있다.

월스트리트의 가치평가 논리는 아마도 피상적일 뿐이다. 그 이유는 아마도 완성차든 배터리 같은 핵심부품이든 테슬라의 제조능력이 더 이상 테슬라의 장점이 아니기 때문일 것이다. 생산 능력은 점차 공급망에서 말할 권리를 빼앗아갔습니다.

칩, 알고리즘, 소프트웨어를 기반으로 한 자율주행과 인공지능의 궤도에서 실리콘밸리의 인재 공급과 소프트웨어, 하드웨어 R&D 축적은 확실한 선두 위치에 있다.

미국 회사의 수장으로서 머스크는 분명히 테슬라의 해자를 파야 할 곳이 어디인지 누구보다 잘 알고 있습니다.

참고자료

[1] 2020년 글로벌 전기자동차 시장, Canalys

[2] 4680의 어려운 탄생. 오직 테슬라만이 감히 이런 배터리를 만들 수 있다.

[3] 테슬라의 완전자율주행(FSD) 시스템 CICC에 대한 3가지 질문과 3가지 답변

[4] 테슬라 배터리, 동급 최고 가치 입증, UBS

[5] 테슬라 기가 텍사스의 모델 Y 전면 메가캐스트는 혁신적이면서도 위협적입니다. 테슬라라티

[6] 엘론 머스크, 테슬라 4680 배터리로 다시 '생산 지옥'으로 돌아갔나?IEEE Spectrum

[7] 권리 보호를 위한 10억 달러 규모의 소송에서 테슬라의 리튬 배터리 자구 경로가 공개되고 자동차 리뷰가 확립되었습니다.

[8] Tesla의 성공, Toyota의 패: 파나소닉 배터리 종말, 토카와 연구소

[9] Tesla에는 배터리 제조업체가 필요합니다. 문화 충돌로 인해 관계가 위협받음, Wall Street Journal

편집자: 리모티엔

시각 디자인: 슈루이

담당 편집자: Li Motian

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