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本文作者: 張偉 | 2017-01-12 16:27 |
特斯拉位于內(nèi)華達(dá)州里諾的Gigafactory
當(dāng)我們談及電動(dòng)汽車時(shí),電池是不可回避的話題。特斯拉顯然深諳此理,這家電動(dòng)汽車明星公司早在2014年便開啟了自建電池工廠的計(jì)劃。
這座被命名為“Gigafactory”的超級(jí)電池工廠,不但常常被特斯拉CEO Elon Musk掛在嘴邊,在雷鋒網(wǎng)看來,也幾近成為特斯拉電動(dòng)汽車的命脈。
2017年伊始,Gigafactory便迎來好消息——新一代的“2170”鋰離子電池正式在此地開始批量生產(chǎn)。這枚電池直徑為21mm、高度70mm,相較于此前特斯拉使用在Model S/X上的“18650”型號(hào)電池更細(xì)長(zhǎng),同樣是聯(lián)合日本松下電子研制。
特斯拉“2170”新一代鋰離子電池
Musk也難掩激動(dòng)之情,他表示,“這將會(huì)是全世界最高密度而且最便宜的電池。”但目前沒有更多細(xì)節(jié)來證實(shí)這一論斷。
這枚電池將會(huì)率先使用在特斯拉于2015年發(fā)布的電力儲(chǔ)存產(chǎn)品Powerwall以及Powerpack上,前者是家用電池,后者是商用電池包,目前皆已經(jīng)更新到第二代。
“2170”電池最引人關(guān)注的,還是其將會(huì)使用在特斯拉新車Model 3的電池包中,這一批量產(chǎn)已經(jīng)確認(rèn)將在今年二季度開始。而這輛車目前的預(yù)定量已經(jīng)超過40萬臺(tái),是否能如期交付,還要看這枚電池在Gigafactory的生產(chǎn)情況。不過,消費(fèi)者已經(jīng)習(xí)慣了Model 3的跳票。
在“2170”電池宣布量產(chǎn)之后,特斯拉又于上周在美國(guó)內(nèi)華達(dá)州召開投資者會(huì)議,公布了Gigafactory的更多細(xì)節(jié),同時(shí)還包括建設(shè)世界上最大的太陽能發(fā)電場(chǎng)計(jì)劃。
實(shí)際上,Gigafactory不僅制造電池,就連支撐該工廠運(yùn)轉(zhuǎn)的也必須是電力,而不是其他化石燃料。太陽能發(fā)電場(chǎng)便是支撐這一愿景的基礎(chǔ)。
特斯拉計(jì)劃在屋頂安裝70兆瓦(MW)的太陽能電池陣列,其規(guī)模將是世界第二大屋頂太陽能電場(chǎng)的7倍——美國(guó)最大的太陽能發(fā)電中心位于加州佩里斯地區(qū)惠爾普集團(tuán)的區(qū)域性存儲(chǔ)中心,只有10兆瓦;還有一個(gè)稍大一點(diǎn)的在印度,11.5兆瓦。
此外,太陽能發(fā)電場(chǎng)計(jì)劃中還包含地面(區(qū)別于屋頂)太陽能發(fā)電裝置。
全電氣化的Gigafactory自身運(yùn)轉(zhuǎn)的效率也將更高。在沒有二氧化碳排放的情況下,生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢熱將用于建筑供熱;Gigafactory采用閉環(huán)水供應(yīng)系統(tǒng)(含六大處理系統(tǒng)),可高效循環(huán)150萬公升水,削減80%的新鮮水的使用。
不僅如此,Gigafactory還建立了現(xiàn)場(chǎng)回收電池再處理的工廠(地下),對(duì)特斯拉目前使用的電池單元進(jìn)行回收處理,以便再利用。畢竟特斯拉的Model S、Roadster上路已經(jīng)好幾年,電池會(huì)面臨能效衰減,那么回收、再利用能更好地減少污染并節(jié)省成本。
Gigafactory電芯生產(chǎn)流程及產(chǎn)品介紹
同時(shí),特斯拉還向投資人介紹了電芯的量產(chǎn)過程,一家德國(guó)公司已經(jīng)搬進(jìn)了工廠,開始生產(chǎn)電芯。有趣的是,特斯拉在給投資人的資料中沒有提及Model 3的電池包,所以無從知曉他們看到了什么,但這一次可能是特斯拉首次對(duì)外展示即將到來的Model 3電池包。
Model 3電池包素描
特斯拉計(jì)劃在2018年具備35吉瓦時(shí)(GWh)的電芯生產(chǎn)能力以及50吉瓦時(shí)的電池包生產(chǎn)能力,2020年全供應(yīng)鏈產(chǎn)能預(yù)計(jì)翻3倍。
特斯拉也解釋了他們將如何通過壓縮每吉瓦時(shí)的成本來實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng):
增加生產(chǎn)設(shè)施的密度,提升產(chǎn)能;
內(nèi)部設(shè)計(jì),進(jìn)行模式輸出;
合理安排設(shè)備的設(shè)計(jì)、布局和安裝;
創(chuàng)新底層架構(gòu),減少土地、基礎(chǔ)設(shè)施、材料和勞動(dòng)力的花費(fèi)。
同時(shí),也致力于減少電芯和電池包的生產(chǎn)成本:
集中生產(chǎn),減少關(guān)稅及相關(guān)資源的投入,比如原材料、組件、能源及水;
重新構(gòu)建供應(yīng)鏈,有效提高產(chǎn)能,縮減組件需求,此外還能減少運(yùn)輸花費(fèi);
優(yōu)化電芯設(shè)計(jì)以增加其能量密度,最佳化電芯尺寸;
優(yōu)化模組和電池包的設(shè)計(jì),提升每份電池包的能量密度;
提到自動(dòng)化水平以及流程化設(shè)計(jì)來提升產(chǎn)量,減少廢棄率,提高穩(wěn)定性;
減少每GWh的資本投入,降低折舊成本。
但需要明晰的是,Gigafactory到目前為止完工的比例不超過三分之一,一邊施工、一邊生產(chǎn)的狀態(tài)應(yīng)該還要維持很長(zhǎng)一段時(shí)間。
2014年9月,Gigafactory在美國(guó)公開選址招標(biāo),這個(gè)價(jià)值50億美元的工廠被美國(guó)五個(gè)州爭(zhēng)搶,最終內(nèi)華達(dá)州拿下了標(biāo)的,還為特斯拉提供未來20年合計(jì)12.5億美元的稅收減免,遠(yuǎn)超預(yù)期,最終定址里諾(Reno),占地1500萬平方英尺。
如前所述,Gigafactory的目標(biāo)就是生產(chǎn)低成本電池——特斯拉覺得至少可以減少三分之一,用于電動(dòng)汽車,推動(dòng)整個(gè)市場(chǎng)的繁榮。Musk要在2018 年之前實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)50萬臺(tái)電動(dòng)汽車的雄心背后,需要Gigafactory源源不斷的電池供應(yīng)。實(shí)際上,2016年全年,特斯拉總共交付76230臺(tái)車,略低于80000臺(tái)的目標(biāo),但相比2015年的50580臺(tái),增加了50.7%。
Model 3
雷鋒網(wǎng)了解到,自動(dòng)工開始,Gigafactory就處于保密狀態(tài),只有為數(shù)不多的人能進(jìn)到工廠腹地了解詳情。
兩年后的2016年5月,Gigafactory的建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)是一派繁忙景象,空地上排滿了分包商的工人、卡車和叉車。工廠仍部分在建,建設(shè)進(jìn)度約為14%,內(nèi)部空間仍有90%處在建設(shè)之中。
有媒體報(bào)道,為了迎接2個(gè)多月后的開業(yè)典禮,這里將會(huì)發(fā)生翻天覆地的變化,內(nèi)部的房間會(huì)完工用來存放原料,頂層屋頂將全部覆蓋傾斜固定的太陽能面板。完全完工的建筑結(jié)構(gòu)總占地面積580萬平方英尺,大約有100個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)大。而室內(nèi)面積至少為占地面積兩倍,部分區(qū)域會(huì)有四層樓高。特斯拉還買下了工廠周邊土地以應(yīng)付未來可能的擴(kuò)建需要。
盡管電池廠還在建設(shè)之中,但是工廠已經(jīng)在生產(chǎn)電池(前文提及的Powerwall 2和Powerpack 2),這些電池用于公共設(shè)施、企業(yè)、業(yè)主。
7月29日,神秘的Gigafactory開業(yè)典禮正式舉行,特斯拉專門邀請(qǐng)了車主和貴賓前去參觀交流,Elon Musk也如約出席了儀式。
一位親歷了儀式的特斯拉車主向雷鋒網(wǎng)介紹,從特斯拉隨行人員的講解中,可以知道Gigafactory只生產(chǎn)電池,目前Gigafactory只有10%投產(chǎn),95%的產(chǎn)能做的是Powerwall和Powerpack。目前,他們的產(chǎn)量遠(yuǎn)跟不上訂單,市場(chǎng)需求高到連他們內(nèi)部都吃驚。
此外,這位親歷者還見到了特斯拉的全新鋰離子電池“2170”,不過那個(gè)時(shí)候還沒有量產(chǎn)。
后來的故事已無需贅述,Gigafactory對(duì)于特斯拉的重要性亦毋庸多言。而且,其意義絕不限于服務(wù)電動(dòng)汽車,推廣可再生清潔能源才是Gigafactory最有價(jià)值的部分,而這也是Musk的野心,特斯拉最終收購SolarCity或許更能證明這一點(diǎn)。
當(dāng)然,在社會(huì)意義上,特斯拉官方預(yù)計(jì),Gigafactory最終雇傭員工數(shù)量會(huì)達(dá)到1萬名,并為周邊地區(qū)創(chuàng)造2萬到3萬個(gè)就業(yè)崗位,價(jià)值不言自明。
未來,特斯拉還將在其他國(guó)家或地區(qū)建設(shè)類似Gigafactory的工廠,也不排除會(huì)來到中國(guó)。去年11月,特斯拉計(jì)劃在歐洲建廠,而法國(guó)和芬蘭的兩座城市還為選址之事撕了起來……
但作為未來特斯拉電動(dòng)汽車命脈的Gigafactory,如何保證那40萬臺(tái)Model 3不再跳票,才是當(dāng)務(wù)之急。
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