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北京时间4月8日,特斯拉得州超级工厂正式开工,在开幕仪式上举办了名为“Gigafactory Cyber Rodeo”这一极具地域(Rodeo牛仔竞技)和产品特色的排队,即使不看台下女粉的疯狂输出,也能想象到这又是一场马斯克的个人大秀。
只不过,以往每逢喜事必跳舞的老马反倒是在自己美国老家收敛了手脚,身着得州特色西部牛仔套装耍起了酷。得州工厂开工,照例又来到了特斯拉的秀肌肉时刻:新工厂也是新产品、得州造Model Y新版本的交付、4680电池最大工厂、Cybertruck量产车亮相、FSD Beta今年覆盖全北美、或将诞生的Robotaxi...
除了现有成果的展示外,就是老马的填坑和继续画饼。这一次在12140亩的得州奥斯汀工厂,牛仔真的很忙,特斯拉依旧疯狂,电动车的发展或许又有了新的方向。
45秒生产一台白车身:它不仅仅是特斯拉的又一新工厂
特斯拉把这座工厂本身也当做了一个产品。这座占地面积12140亩、体积约957万立方米、工厂长度约1166米的超级工厂,已经成为特斯拉全球迄今为止最大的超级工厂。马斯克生怕你不知道它有多牛,甚至想出了把它立起来和世界最高建筑哈利法塔比谁高的脑洞。但“大”或“新”不是它最大的特点,它的落地或许是汽车产业的又一次工业革命。
从工厂布局看,如芯片般密集的厂区布局已经脱离了传统汽车工厂冲压→焊接→涂装→总装的串联形式,车身前后底板一体化压铸+CTC(即电芯直接安装到底盘)+4680电池的合作直接跑通了汽车生产的并行+模块化路线,真正做到了原料从头部进去,汽车从尾部开出来。
从显性效果看,这是一次成功的降本增效,装配路径被大幅缩短,曾经多个焊接件直接减少为一块整体零件,通过4台来自意大利 IDRA 的可形成6000吨最大压力的大型压铸机,解放了4x2(一前一后)x300台工业机器人的生产力,一台白车身生产时间仅需45s。提升效率、车身结构性能以及零部件一致性,并降低制造成本和设备占地,一石多鸟。
如果单就Model Y一款车型来看,得州工厂一年产能能够实现50万辆,如果加上未来即将量产的Cybertruck、Roadster 2和Semi,得州工厂的总体年产能预计将爬升至100万辆,产能不足再也卡不住特斯拉的脖子。
而更深度的意义在于,得州工厂的落地让我们看到了分模块迭代,异平台融合等可能更加适用于未来快速迭代的新能源汽车架构,它革了传统汽车生产的命。特斯拉最牛的地方不是在电池、车身这些东西,而是强大的工程能力。
完全体的Model Y:三块积木的组合,把减法做到极致
从柏林工厂的投产到今天得州工厂的开工,短短16天两座特斯拉超级工厂相继动工。而对于Model Y而言获得的结果是:完全体的Model Y新版本正式投产交付。在这两座工厂投产前,最早期的 Model Y 车型后车身是由数十个零部件经复杂的焊接和铆接制造而成,耗时且繁琐;而在上海工厂生产的Model Y新品最多只做到了车身后底板的一体压铸;16天前的柏林工厂,做到了前后车身底板一体化压铸,而这次得州造的新版本,即标准续航四驱版车型,则是车身前后底板一体压铸+CTC+4680电池的完全体。
CTC的落地是这次得州造Model Y的关键点,Structural battery pack(结构电池)正是CTC技术落地的产物。现场首次展示了全部组装过程,直接将电芯集成到车身底盘的做法再次展现了提高生产效率的又一秘籍。
CTC,即电芯直接安装到底盘(Cell to Chassis)。与传统的CTP(Cell to Pack,电池包)模式不同,CTC省略了将电芯组装成电池包的步骤,直接将电芯安装到底盘。相当于底盘本身就是电池的PACK,又少了一层包装,整个电池组+底盘的结构变得更加紧凑,不锈钢电芯本身也成为了结构受力件而不仅是依靠外壳受力,同时对电池整体的功率密度和能量密度做了最好的提升。
CTC技术的落地,让前车身底板+CTC一体式电池包底盘+后车身底板这三块积木就拼成了一个完整的下底盘,从大众的PQ平台到MQB平台,丰田的TNGA架构...平台化模块化带来的一体性优势在这里发挥到了极致。
4680电池量产:正式走向舞台中央
得州工厂相较于其他几座特斯拉超级工厂,目前其所承担的不可替代的重要工作,是4680电池的量产和组装,这座将电池生产组装集成到整车制造的工厂在接下来几年成为全世界产能最大的单一电池工厂,让大家期待已久的4680电池量产成为了现实。
4680的量产是圆柱派电池复兴的重要标志。这几年我们在电动乘用车上见到最耀眼的名词是以刀片电池技术路线为首的CTP方形电池组的革新,而圆柱和软包电池相比之下更像是落后的产物,这次特斯拉再次凭借一己之力将圆柱电池带到了电池技术的最前端。
从18650到2170到如今的4680,特斯拉携手松下一直坚定不移地发展圆柱电池,电池能量密度和续航能力伴生增长,而到了4680这里优点却非线性增加。电池设计、电池工厂、正极材料、负极材料、整车电池一体化五大创新呈1+1+1+1+1>5的效果。
首先是全极耳设计,基于46mm直径这一黄金身材,满足了提升续航和降低成本的最好平衡点的条件下,全极耳(也就是特斯拉自称的“无极耳”,但实际上是侧极耳)有效降低了电流的横向路径,大大降低了电池内损和内阻发热的问题,4680 电池内阻发热只有 2170 电池的五分之一。
结果导向,4680电池提升16%的续航能力,成本降低14%,单电芯容量是2170电池的5倍。此外,4680形态的电池就同时满足了功率密度和能量密度双提升的条件,大功率放电和快充的能力有了进一步提升。根据 Insideevs 的研究报告,400 V 的 4680 电池系统充 70% 电量需要 15 分钟,而未来引入800V高压快充后充电效率更加可期。
第二,正极材料高镍化去钴化。目前4680的正极材料仍是NCM811,我们熟悉的配方,但未来将会逐渐向NCM9/0.5/0.5甚至无钴和四元电池发展。镍能量密度最高、成本反而最低,逐渐无钴化的前提,就是提升电池稳定性,届时电池成本将进一步下降,被原材料卡脖子的因素也会减少。
第三,负极材料掺硅。这是在现有电池技术基础上,提升电池能量密度的有效方式之一。目前绝大多数电池都是石墨负极,实际比容量约330—370 mAh/g,几无提升空间,而硅基的理论比容量在4200 mAh/g,和石墨相比具有显著优势,这也是为什么近年来埃安、蔚来等厂商的新电池技术都采用掺硅技术的原因。
以上三点再结合上文所述的CTC电池一体化底盘和电池工厂的高效运转,五位一体化,300Wh/kg的能量密度成为现实。从续航看,而四驱标准续航版的EPA续航做到279英里(449km),对比早期北美市场在售的单电机标准续航的EPA244英里(393km),电机多了一个,续航还大幅增加。未来在其他车型上的表现可以预见。
从产能看,Model Y全车搭载960个4680电池,数量是2170的五分之一,单车依赖的电池单体更少,这也是仅在得州工厂仅Model Y一款车就能实现全年50万产能的基础。工厂生产体系、4680电池体系、CTC体系等技术都是彼此相辅相成的,这也是马斯克“第一性原理”的最好实践。
Cybertruck、Roadster 2 、Semi、V1 Optimus、FSD Beta、Robotaxi:填旧坑,画新饼
得州工厂让人看得到结果的必定是量产的Model Y,大部分内容也都在围绕着它展开,毕竟它是目前特斯拉销量的中流砥柱。但要耍帅秀肌肉,那还是几年前就亮相的这哥几个:Cybertruck、Roadster 2 、Semi。
特斯拉在中国的总部是哪里?从特斯拉网站——全球工厂和办事处显示地址:Beijing 北京朝阳区建国路77号华贸中心3号楼8层北京市, 中国上海只是工厂地址。Hong Kong 香港Kowloonbay International Trade and Exhibition Centre (KITEC)1 Trademart Drive, Kowloon Bay, KowloonHong KongTaipei 台北No. 6, Lane 11, Section 6, Minquan East RoadNeihu District, Taipei City 114Taiwan特斯拉整车上海超级工厂地址:上海市浦东新区临港重装备产业区
第一、上海的努力。
当初特斯拉在上海建厂的时候,上海给出了很多优惠的政策,土地很便宜,而且还给特斯拉提供了很多贷款,特斯拉并没有付出太多的成本就建起了一个超级工厂。当时很多人都觉得上海亏了,但是通过这两年特斯拉上海超级工厂的表现来看,其实上海和特斯拉都是双赢的。
目前特斯拉一年给上海创造的GDP产值至少达到上千亿,在特斯拉的带动之下,上海的外贸出口、GDP增速都比较明显,比如在今年第一季度,上海出口额已经超过深圳成为中国出口额最大的城市。在尝到甜头之后,我相信上海肯定会想尽各种办法去争取特斯拉第二工厂。虽然这次特斯拉只表示会扩大上海超级工厂的产能,但是扩大的产能达到45万辆每年,这其实就是第2个工厂。
而特斯拉之所以继续选择上海,我认为跟上海当地的努力有很大的关系,一方面是在这次疫情当中,上海当地给特斯拉提供足够多的帮助,特斯拉也特别写信感谢了上海当地政府。而且为了让特斯拉扩大产能,我相信当地肯定给出了很多优惠的政策和扶持力度,所以才能够打动特斯拉。
第二、上海本身拥有很多优势。
上海作为我国GDP总量最大的城市,同时也是我国汽车产量最大的城市之一,在汽车产业方面,上海本身就拥有很多优势的条件,这些优势条件主要体现在几个方面。
1、汽车产业链优势。
这几年上海已经培育起了完善的新能源产业链,在上汽、特斯拉带动之下,有越来越多的上下游供应链开始聚集到上海,上海已经形成了相对完善的新能源汽车产业链,这种产业链可以有效提高特斯拉的生产效率,同时降低生产成本。
2、上海得天独厚的地理位置。
上海位于我国沿海地区的中部,同时位于长江出海口,本身就拥有大型海港,不仅可以将汽车运往北方,也可以运往南方,还可以通过长江水洗运送到广大内陆,也可以通过上海港直接出口到其他国家,这种地理优势是其他城市没法相比的。而且这次上海特斯拉超级工厂扩大产能,有很大一部分将会出口到欧洲和日本,也就是说他们要考虑的是供应国际市场,而不是国内市场,所以选择扩大上海超级工厂产能很正常。
3、扩大产能比新建工厂更有优势。
经过两年的磨合之后,目前特斯拉跟上海已经形成了一种合作上的默契,双方轻车熟路,扩大产能会非常顺利。而且在超级工厂的基础上扩大产能,这样可以提供现成的工人、工程师以及供应链。如果特斯拉不是选择扩大产能,而是建第2个工厂,你还要跟各地方慢慢磨合,还需要招新的工人,另外还要配备新的管理团队,这无疑会降低生产效率,同时提高运营成本。
所以综合考虑扩大产能以及新设工厂的利弊之后,最终特斯拉还是选择了扩大产能,这只不过是企业从自身利益最大化,成本最低化的角度去考虑罢了。
特斯拉上海超级工厂位于上海浦东新区南汇新城镇同汇路168号D203A。
上海特斯拉占地86万平米,是特斯拉首座美国本土以外的超级工厂。特斯拉上海超级工厂二期建设即将全部完成,设备正在调试安装,即将投入生产。是中国首个外商独资整车制造项目,同时也是特斯拉首个海外工厂。
上海只有一个特斯拉工厂位于临港片区。特斯拉第三超级厂位于上海,这个大家都比较熟悉,也是建设最快的工厂,于2019年初正式投产。这个工厂对于特斯拉来说至关重要,在特斯拉最困难之时,中国上海出以援手,让特斯拉在短时间内走上正轨。而且这个工程建设周期也是最长的,仅仅用了10个月时间,与正在建设的位于德国的超级工厂形成鲜明对比。
第一超级工厂
特斯拉第一超级工厂位于美国内达华州,这是特斯拉自建的第一座超级工厂,于2014年6月完成并投产。由于这个工厂限制公众参观,这个工厂比较神秘,没有太多信息公布。但是这个工厂主要生产动力电池、Powerwall和Powerback。
Powerwall和Powerback可以理解为是一个充电宝。Powerwall的容量较小,容量为7-10Kwh,主要是家庭使用;Powerback容量更大,一般为100Kwh,主要是用在商业场合,但是这两个对于中国家庭来说可能并不适用。
第二超级工厂
特斯拉第二超级工厂位于美国纽约,是在2016年收购solarcity的工厂而获得,这个工厂主要生产太阳能屋顶,每周可以生产1000套屋顶设备。其作用配合Powerwall和Powerback使用。
第三超级工厂
特斯拉第三超级厂位于上海,这个大家都比较熟悉,也是建设最快的工厂,于2019年初正式投产。这个工厂对于特斯拉来说至关重要,在特斯拉最困难之时,中国上海出以援手,让特斯拉在短时间内走上正轨。而且这个工程建设周期也是最长的,仅仅用了10个月时间,与正在建设的位于德国的超级工厂形成鲜明对比。
第三工厂主要生产Model 3和Model Y,Model 3的产能是25万辆,而Model Y的产线在今年刚刚投产,产能也是25万辆,随着Model Y的国产化,也让其预售价直降16万之多,厂商指导价为33.99-36.99万元。
另外的加工厂:Fremont工厂
这个工厂位于美国加州,不是特斯拉自建工厂,而是通过合作收购的。该工厂在1962-1982年间隶属于通用汽车公司;1984-2009年间,该工厂则隶属于丰田汽车公司所创立的新联合汽车制造公司(NUMMI)。
后来在2010年丰田与特斯拉在电动车方面的合作,其中就包括了Fremont工厂的转售计划,同年10月19日,特斯拉取得工厂所有权,10月27日正式开幕,2012年6月22日,特斯拉在这里交付了首辆Model S。
以上内容参考资料:百度百科-特斯拉
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评论
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