m特斯拉在柏林工厂展示了哪些新技术?

编者按:本文来自42号车库(ID: i42how),作者:莱因哈特,创业邦经授权发布。
在 2020 年全球汽车品牌年销榜单中,排名第一的丰田是 952.8 万辆,排名第二的大众为 930.5 万辆。而根据特斯拉的预期,到 2030 年全球汽车市场中电动车将达到 3,000 万辆,而届时特斯拉的年交付量将达到 2,000 万辆,占据全球电动车市场份额的 2/3。
在汽车行业的历史上,从没有厂商做到过 2,000 万辆的年销。
谈及特斯拉的独门绝技,马斯克表示,以后所有厂商都可以做长续航电动车,也可以做出自动驾驶的汽车,这些并非特斯拉独有,特斯拉真正不可逾越的长板是强大的工程能力。
在特斯拉昨天开放的柏林工厂展示中,这样的能力再次得以展示。
01 2.0 时代的 Model Y柏林工厂是特斯拉继上海工厂之后的第二座海外工厂,其工厂的动工时间仅比上海工厂晚了一年多,但这座工厂相比上海工厂又在先进制造的道路上向前迈了一大步。
其中变化,从柏林工厂展示的 Model Y 上可见一斑。
4680:第三代圆柱电芯柏林工厂生产的 Model Y 将使用 4680 电芯,这款去年发电池日发布的电芯是特斯拉继 1865 和 2170 之后的第三代圆柱电芯。
4680 电芯直径为 46 mm,高为 80 mm,其大小可以从上图的对比中有一个直观体现。对于这一尺寸的由来,特斯拉的解释如下:

  1. 圆柱电芯直径越大,同样容量的电池在制造时使用的电池外壳材料越少,制造成本越低;
  2. 圆柱电芯直径增大和续航增益之间存在一个先上后下的抛物线关系;
  3. 结合以上两者,特斯拉选择续航最长的节点即 46 mm 作为第三代电芯的直径。
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最终 4680 的电芯相比 2170 在容量上提升了 5 倍,输出功率提高了 6 倍,给车辆带来的续航增益为 16%。
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单个圆柱电芯体积增大除了会带来上述提到的成本和续航优势,也带来一个负面效应——电芯单位体积散热面积减小。
这一负面效应的明显体现之一是导致电池过热进而影响车辆的充电速度。为了解决这一问题,4680 电芯相比 2170 电芯除了形态变大之外,还采用了另一项关键技术——全极耳电极。
这一变动将本来圆柱电芯上正极凸出的小圆柱扩大到整个正极,增加了电芯通电状态下的导电面积,有效减少了单个电芯的内阻,减少了导电状态下的产热,又进而减少了因为电芯直径增加带来的充电过热问题。
最终的效果立竿见影,全极耳方案的 4680 电芯在充电速度上和 2170 电芯几乎一致,损失微乎其微。
新电芯是 2.0 时代 Model Y 的第一步,与此同时,特斯拉在柏林工厂生产的 Model Y 上还用上了全新的一体式底盘电池包。
电池包即底盘「没必要往盒子里再装一个盒子」是马斯克谈及一体式底盘电池包时的想法,他表示这种灵感源于飞机油箱。
早期的飞机是在机翼之中放一个油箱,这种设计就像如今电动车是在底盘上放一个电池包,这样的设计对于空间其实并没有利用到极致,在后来的发展中飞机的机翼直接集成了油箱设计,机翼即油箱。
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于是特斯拉将这种想法落实到了电池包上,底盘即电池包,将底盘做成一个可以容纳电池的部件。
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【 m特斯拉在柏林工厂展示了哪些新技术?】柏林工厂首次展示了 Model Y 上的一体式底盘电池包,全新的电池包内不再有电池模组,而是直接铺满 4680 电芯,使电池包内的中间件大幅减少,提高了电池包的体积利用率。