новости

Создавать батареи сложнее, чем строить ракеты: кто останавливает Маска?

2024-08-21

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina


Единственный на данный момент «День батареи» Tesla прошел в сентябре 2020 года. Из-за эпидемии День батареи был перенесен на 5 месяцев с первоначальной даты. Меры защиты для участников также были очень новыми — сидеть на парковке. Смотреть мероприятие с. электромобиль.

За пять месяцев задержки глобальный рынок транспортных средств на новых источниках энергии взорвался: годовые продажи впервые превысили отметку в 3 миллиона штук [1]. В то же время Шанхайская Гигафабрика начала наращивать производственные мощности, ежемесячно устанавливая новые рекорды производственной мощности, благодаря чему День батарей привлек большое внимание.


На Battery Day все смотрели из машины

Мало того, что метод участия уникален, но и место, выбранное Маском, также весьма специфично. Завод во Фримонте — первый завод по сборке автомобилей Tesla. Два года назад Маск отметил здесь свой 47-й день рождения.

В то время, когда производственные мощности Model 3 были в аду, Маск лично возглавил команду, которая «боролась 21 день» и построил на стоянке полуавтоматическую временную сборочную линию, чтобы пережить кризис.

В «Дне батареи» исполнительный директор Tesla Дрю Баглино рассказал о днях борьбы со своим боссом и резюмировал тему «Дня батареи» в тоне Маска:

«Чтобы построить лучший автомобиль в мире, мы проектируем его с нуля на заводе. Теперь мы собираемся сделать то же самое с аккумулятором».

Впоследствии официально появился настоящий герой этой конференции, «батарея 4680».


Как следует из названия, батарея 4680 представляет собой цилиндрическую батарею диаметром 46 мм и высотой 80 мм. По сравнению с аккумулятором 2170 предыдущего поколения (т.е. диаметром 21 мм и высотой 70 мм) плотность энергии значительно улучшена, что может значительно снизить затраты на производство транспортных средств при том же сроке службы аккумулятора.

Среди многих крупных проектов Маска батарея 4680 является наиболее близкой к реализации. На сегодняшний день почти все черные технологии по PPT реализованы. На собрании финансового отчета в начале 2023 года Маск заявил, что 2024 год станет «4680».

Однако в апреле этого года Дрю Баглино, высокопоставленный руководитель, представивший батарею 4680 на Battery Day, неожиданно подал в отставку и стал одним из самых высокопоставленных сотрудников в списке 10% оптимизации Tesla в глобальных увольнениях Tesla.

Дрю Баглино проработал в Tesla более 18 лет. После того, как соучредитель Дж. Б. Штробель ушел в отставку в 2019 году, Дрю Баглино фактически стал техническим директором и руководил производством аккумуляторов 4680 и исследованиями и разработками.

Итак, что же изменило Маска?

решимость расстаться

В июне 2019 года канал CNBC раскрыл загадочное офисное здание во Фримонте, штат Калифорния, которое находится всего в семи минутах езды от завода Tesla во Фримонте. За исключением логотипа Tesla, который можно увидеть повсюду, внешний мир понятия не имеет, что это такое. В здании ничего не происходит.


По данным CNBC, это «секретная аккумуляторная лаборатория Теслы», и у нее очень провокационное название:Tesla пытается производить собственные аккумуляторы, отвыкая от зависимости от Panasonic.


Panasonic была самым стойким сторонником Tesla в первые дни ее существования. Она не только щедро инвестировала 30 миллионов долларов США накануне листинга последней, но и была основным поставщиком аккумуляторов Tesla.

Однако репортаж CNBC раскрыл одну из причин, по которой был запущен проект батареи 4680:Альянс Tesla и Panasonic уже давно неразрывен.

Начиная с периода массового производства Model S, Маск критиковал мощности Panasonic по производству аккумуляторов. Когда дело дошло до производственного ада Model 3, Маск публично заявил, что производство аккумуляторов Panasonic идет слишком медленно. Тогда американские СМИ сообщали, что на изготовление комплекта из 2170 аккумуляторных блоков ушло 7 часов, а процент брака + переделки произведенных аккумуляторов когда-то достигал 40% [2].

Помимо вопросов производственных мощностей и урожайности, существенная разница между двумя сторонами заключается в том, что суперзавод в Лингане, Шанхай, вот-вот будет завершен. Учитывая затраты на транспортировку аккумуляторов и запланированную производственную мощность в 500 000 штук, Маск надеется, что Panasonic это сделает. вложите дополнительные деньги и поезжайте в Шанхай, чтобы вместе построить завод по производству аккумуляторов.

Однако аккумуляторный бизнес Panasonic уже много лет несет убытки для Tesla. Я надеюсь, что Tesla сможет быстро позаботиться о своих братьях и позволить Panasonic вернуть свои инвестиции как можно скорее. Поэтому Panasonic заявила, что готова поехать в Китай с Tesla, но пока не предприняла никаких существенных действий.

Растущий разлад с Panasonic укрепил решимость Tesla производить собственные батареи.

Еще одна важная предыстория проекта батареи 4680 — еще один пирог, нарисованный Маском в День батареи:В течение трех лет будет выпущена дешевая модель по цене 25 000 долларов США (приблизительно 178 000 юаней).


В чисто электромобилях на долю аккумуляторной батареи приходится около 40% стоимости всего автомобиля, что Маск считает самым большим препятствием для запуска дешевых моделей.

По мнению Маска, решающее значение имеет более дешевая модель, чем Model 3 — по слухам, Model 2/Q. Дешевые модели могут не только увеличить продажи автомобилей Tesla, но также являются важным весом для поддержки роста доходов от подписки на программное обеспечение.

Первым человеком, который понял Маска, была Кэти Вуд, основательница Ark Fund. В открытом письме в 2018 году Вуд раскрыла свою логику оценки Tesla:Tesla превратится из автопроизводителя в компанию «мобильность как услуга (MaaS)».

Услуги MaaS — это бизнес Tesla по разработке программного обеспечения, построенный на алгоритмах беспилотного вождения, включая подписки на функции помощи при вождении FSD, бизнес Robotaxi (беспилотное такси) и т. д.

Среди них наиболее важные доходы от подписки FSD объединены с суперзарядными станциями и другими предприятиями в «услуги и другие доходы» в финансовом отчете Tesla.

Для Tesla, даже если только 1% автовладельцев приобретут программное обеспечение FSD, пока продажи автомобилей достаточно высоки, прибыль будет очень значительной. Дешевая модель стоимостью 25 000 долларов — лучшее оружие для расширения продаж. По мере увеличения количества подписок на FSD затраты на исследования и разработки также будут снижаться, что еще больше увеличит размер прибыли.


Итак, в этот День батареи в 2020 году, будь то отказ от Panasonic, дальнейшее снижение стоимости батарей или новые модели стоимостью 25 000 долларов, все они зависят от одной четкой цели:

Разработаны и серийно производятся аккумуляторы 4680.

стоимость игры

Основным показателем для измерения стоимости аккумуляторов является стоимость единицы электроэнергии, то есть стоимость кВтч.

Никто не понимает этого лучше, чем маньяк-охотник за выгодными покупками Маск. Согласно отчету, опубликованному UBS в 2018 году, стоимость аккумуляторов 2170, поставляемых Panasonic для Tesla, составляет всего 111 долларов США за кВтч, что является самым низким показателем в отрасли[4]. что ниже, чем у LG Chem и LG Chem, как минимум на 25%.

У Маска почти патологическая одержимость контролем производственных затрат. По данным Wall Street Journal, Маск имеет привычку напрямую звонить президенту Panasonic Кадзухиро Цуге и просить Panasonic снизить цены [9]. Последний пожаловался на Маска[9]:

Илон неоднократно просил снизить цены, и однажды я ответил ему, что, если это произойдет еще раз, мы рассмотрим возможность удаления сотрудников и оборудования Panasonic с Гигафабрики.

В «День батареи» Tesla, как обычно, раскрыла емкость своих 4680 аккумуляторных ячеек, время автономной работы, мощность и другие цели по улучшению, но Маск пошел дальше и открыто рассказал, как Tesla планирует «снижать стоимость кВтч на 56%». количественные стандарты:

14% полагаются на дизайн, 18% полагаются на технологию производства, 17% полагаются на материалы положительных и отрицательных электродов (5% отрицательных электродов, 12% положительных электродов), а 7% полагаются на технологии интеграции аккумуляторов и автомобилей.


Под дизайном подразумеваются объем и структурные изменения самой батареи.

Поскольку батарея 4680 толще, чем батарея 2170, и емкость одной батареи увеличена, для аккумуляторного блока (ячейки) той же емкости требуется меньше батарей.

По расчетам, аккумуляторная батарея дальнобойной версии Model 3 требует 4400 ячеек 2170, а при переходе на 4680 необходимо всего 960 ячеек. Это соответствует значительному сокращению количества деталей конструкции и сварки, что снижает затраты.


Батарея 2170 и батарея 4680.

Технология интеграции аккумуляторов и автомобилей,Это относится к интегрированной технологии литья под давлением корпуса и ядра батареи.

Текущее зрелое решение состоит из трех частей:Тело разделено наДве передняя и задняя части, а также средняя часть для размещения аккумулятора отливаются отдельно, а затем собираются вместе.

Маск спросил, почему нельзя соединить три части вместе, чтобы аккумулятор стал частью конструкции автомобиля, как топливный бак самолета, приваренный к крылу?По словам Маска, это решение сокращает количество деталей на 370, что самым прямым образом снизит стоимость всего автомобиля.

Регулировка материалов положительных и отрицательных электродов проверяется на лабораторном уровне.

Положительный электрод увеличивает содержание никеля и снижает содержание кобальта. Поскольку металлический никель (например, винты) дешевле, чем металлический кобальт; отрицательный электрод легирован кремнием, что не только увеличивает емкость батареи, но отрицательный электрод из чистого кремния также дешевле, чем нынешний основной графитовый отрицательный электрод (1 доллар США/кВтч). ).

Производственный процесс вращается вокруг электродов, что также является самой большой трудностью при массовом производстве аккумуляторов 4680.

Один из них — удалить выступы и использовать всю нижнюю часть аккумулятора и корпус в качестве выступов.Таким образом, нет необходимости снимать аккумуляторную батарею-полуфабрикат с конвейера, приваривать выступы и затем устанавливать их обратно. Сборочная линия никогда не может остановиться, и пока нет отключения электроэнергии, в этом нет необходимости. уйти с работы.


Вкладки для батарей и конструкции без полюсных вкладок: лысеем и становимся сильнее

Второе – разработать технологию сухих электродов.В настоящее время основная технология влажных электродов заключается в смешивании материалов положительных и отрицательных электродов с различными растворителями и последующем нанесении их на полюсные наконечники. Поскольку некоторые растворители очень токсичны, растворитель необходимо испарять путем обжига. Длина этой «печи» составляет 100 метров, а выпекание занимает до 12 часов [2], что заставляет безумца эффективности Маска стиснуть зубы.

Как следует из названия, технология сухих электродов устраняет проблему «смачивания, а затем сушки» и «складывает» сухие материалы положительных и отрицательных электродов на детали электрода. Затраты оборудования на единицу производственной мощности сокращаются на 1/3, а площадь цеха и потери энергии сокращаются на 90%[2], что не только экономит время, но и экономит арендную плату.

За установленный Маском трехлетний срок Tesla решила практически все производственные проблемы:

В сентябре 2021 года Маск объявил, что проверил производительность и срок службы батареи 4680 [6]. Это показывает, что Tesla достигла поставленных целей с точки зрения конструкции батареи и подбора материалов положительных и отрицательных электродов.

В январе 2022 года Tesla произвела на пилотном заводе 1 миллион батарей 4680, чего достаточно для поставки 1000 моделей Y. В октябре 2023 года мощность производства аккумуляторов вырастет до 20 миллионов единиц.

Единственная проблема связана с технологией сухих электродов.К концу 2023 года Tesla фактически выпустила два поколения аккумуляторов 4680, но ни одно из них не реализовало полностью технологию сухих электродов:Только отрицательный электрод является сухим, а положительный электрод по-прежнему остается традиционным влажным электродом.

Электроды — самое дорогое звено в производстве аккумуляторных элементов, а также они получают наибольшее количество KPI в задачах по снижению затрат. Если двойные сухие электроды не будут внедрены в течение дня, Tesla будет еще дальше от своей цели по снижению затрат на 56%.

Самая большая трудность, с которой сталкивается технология сухих электродов, заключается в том, что нет готового оборудования, поэтому мы можем только «учиться на практике, учиться на практике». Эффект при настройке параметров не будет хорошим. Если параметры неверны, оборудование не будет хорошим. необходимо менять. Если оборудование не удается хорошо улучшить, придется сменить поставщика. Тем не менее, когда первый CyberTruck, оснащенный двойным сухим электродом 4680, официально сошел с производственной линии, все сомнения в отрасли по поводу аккумуляторов 4680 исчезли.


Хотя до целевого показателя снижения затрат на 56% еще далеко, после технологических прорывов увеличение производственных мощностей и доходности является лишь вопросом времени.

Преодолев все трудности, Тесла столкнулся с вопросом, заставившим людей смеяться и плакать:Аккумулятор 4680 собственного производства по-прежнему важен для Tesla?

Фантастические навыки и ум терпят поражение от восточноазиатской модели.

Когда был разработан проект батареи 4680, одной из основных причин было избавиться от зависимости от Panasonic и снизить стоимость батарей.

Когда Tesla выполнила все OKR проекта, они были смущены, обнаружив, что все проблемы, с которыми они столкнулись в этом году, были решены за них.

Во-первых, это структура цепочки поставок: когда начинается строительство завода в Шанхае в Лингане, Tesla представляет LG и CATL, а Panasonic поставляет аккумуляторы только на заводы в США. Такая схема цепочки поставок не может быть более стабильной и безопасной для Tesla.

В то же время Panasonic и LG также разрабатывают аккумуляторы 4680, и их массовое производство неизбежно. Хотя CATL не раскрыла прогресс в разработке батареи 4680, в конце прошлого года она выпустила батарею Kirin «Hexagonal Warrior», и говорят, что снижение затрат очень впечатляет.

Что еще более важно, за четыре года, пока Tesla работала над батареей 4680,Силовая батареяСтоимость резко упала.

Хотя цена на карбонат лития, сырье для энергетических батарей, когда-то взлетела в 2021 году, с прошлого года карбонат лития начал резко падать в сочетании с многолетним опытом китайских заводов по производству аккумуляторов, которые резко расширяют производство и составляют его. Эти компании составляют 60% мировых производственных мощностей, что позволило полностью снизить стоимость аккумуляторов.


Идея Маска решить проблему затрат заключается в том, чтобы «использовать самый дорогой метод для снижения затрат». и завершить его за один день.

От Gigafactory, производящего Model 3, до космического корабля SpaceX — этот набор идей не имеет недостатков. Но когда дело доходит до снижения затрат на аккумуляторы, Маск несколько недооценивает трудолюбивых и смелых жителей Восточной Азии.

Из-за огромного спроса на перерабатывающие терминалы китайские производители аккумуляторов приняли самую простую идею сокращения затрат в обрабатывающей промышленности: использование масштаба для снижения затрат.

В начале этого года ходили слухи, что CATL продвигает литий-железо-фосфатные аккумуляторы по цене не более 0,4 юаня/ч для автомобильных компаний. По данным Tesla 2170, стоимость аккумуляторов ($111/кВтч) в 2018 г. упала на 56%. , Аккумулятор Tesla 4680. Целевая стоимость составляет не менее 0,35 юаней/ч. Даже если Tesla достигнет своей цели, разрыв между двумя сторонами будет минимальным.

На собрании акционеров Tesla в июне этого года Маск предложил небольшие цели для команды по производству аккумуляторов 4680 после предложения компенсационного пакета в размере 46 миллиардов долларов:Затраты на конец года находятся на уровне поставщиков.

Стоимость батареи не может привести к существенному отставанию от основных поставщиков, что еще больше влияет на еще одну основную причину создания проекта батареи 4680:Дешевая модель за 25 000 долларов.

По мнению Маска, недорогая батарея 4680 является ключом к тому, чтобы довести новую модель до ценового уровня в 25 000 долларов. Однако времена изменились, и китайские коллеги могут производить 100 моделей дешевых моделей по цене 25 000 долларов США в год, а некоторые китайские автомобильные компании могут проводить итерацию дважды в год.

BYD, которую когда-то высмеивал Маск, увеличила валовую прибыль до 28,1%, в то время как средняя цена за единицу ее автомобилей упала до 140 000 юаней, обогнав Tesla.

Будь то завод по производству аккумуляторов, который борется в течение 100 дней, или красноглазая ценовая война на электромобилях, или отставка Дрю Баглино, руководителя основного проекта по производству аккумуляторов 4680, все они, похоже, посылают сообщение:Аккумуляторы 4680 собственного производства уже не так важны.

конец

На Дне батареи 2020 года Маск в тот день беззастенчиво раскрыл свои амбиции:Пусть Tesla станет сильнейшей производственной компанией в мире.

Однако этот День батареи стал пока единственным Днем батареи Tesla. В последующие годы именно ежегодный «День ИИ» взял верх над общественным мнением, став свидетелем последовательного появления чипов FSD, обучающих кластеров Dojo, сквозных алгоритмов автономного вождения и робота-гуманоида Tesla Bot.


День искусственного интеллекта 2022, дебют «настоящего человека» Tesla Bot

В первом квартале этого года автомобильный бизнес Tesla упал на 13% в годовом исчислении. Столкнувшись с инвесторами, которые чувствовали, что им глубоко недоплачивают, Маск ответил: «Если вы рассматриваете Tesla только как автомобильную компанию, что вы думаете о Tesla? Понимание одностороннее».

По сравнению с буддистскими обновлениями серии «S3XY» и частыми задержками загадочных моделей, большой пирог Маска в последние годы явно сдвинулся ближе к области искусственного интеллекта, от прямой трансляции алгоритма v12 до слухов о вступлении FSD. Китай: от дебюта роботакси в Твиттере до роботов Собираясь работать на заводе в следующем году, Tesla все дальше и дальше уходит от «производства».

Логика оценки Уолл-стрит, вероятно, просто поверхностна. Причина, которая более близка к истине, вероятно, заключается в том, что производственные мощности Tesla больше не являются преимуществом Tesla, будь то комплектные автомобили или ключевые компоненты, такие как батареи. Вместо этого китайские поставщики полагаются на сильные стороны. Производственные возможности постепенно отняли право голоса в цепочке поставок.

На пути к автономному вождению и искусственному интеллекту, основанному на чипах, алгоритмах и программном обеспечении, Силиконовая долина по количеству талантливых специалистов, а также по накоплению исследований и разработок в области программного и аппаратного обеспечения занимает явное лидирующее положение.

Как глава американской компании, Маск, очевидно, лучше кого-либо другого знает, где следует вырыть ров для Теслы.


Ссылки

[1] Мировой рынок электромобилей в 2020 году, Canalys

[2] Трудное рождение 4680. Только Tesla отваживается создавать такие батареи LatePost.

[3] Три вопроса и три ответа о системе полностью автономного вождения (FSD) Tesla, CICC.

[4] Аккумуляторы Tesla доказали свою лучшую ценность в своем классе,UBS

[5] Мега-трансляция Tesla Giga Texas Model Y столь же пугающая, сколь и революционная,Teslarati

[6] Илон Маск снова в «производственном аду» с аккумулятором Tesla 4680? IEEE Spectrum

[7] Иск о защите прав на сумму 1 миллиард долларов США раскрыл путь Tesla к самоспасению с помощью литиевых батарей и установил обзор автомобилей.

[8] Успех с Tesla, поражение с Toyota: аккумуляторный апокалипсис Panasonic, Исследовательский институт Токава

[9] Tesla нуждается в производителе аккумуляторов. Столкновение культур угрожает их отношениям, Wall Street Journal.

Монтажер: Ли Мотян

Визуальный дизайн: Шу Руй

Ответственный редактор: Ли Мотян

Обложка из ShotDeck