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“马斯克疯了吧!竟然直接把座椅安装在了电芯上!”

导语:大家好,我是电动车公社的社长。 两年前,马斯克曾在特斯拉电池日上发布了个重磅炸弹:4680电芯。 4680电芯的能量是2170电芯的5倍!马斯克的这番话在当时可以说是吓倒了一大片人,

大家好,我是电动车公社的社长。

两年前,马斯克曾在特斯拉电池日上发布了个“重磅炸弹”:4680电芯。

“4680电芯的能量是2170电芯的5倍!”马斯克的这番话在当时可以说是吓倒了一大片人,在网络上传得沸沸扬扬。

不过最近这两年的时间里,4680电芯一直都是“雷声大,雨点小”。毕竟像比亚迪这样既造电芯又造车的“奇葩”掰手指头都能数的过来,绝大多数车企造电动车终究还是得找一家靠谱的电池厂。

电池革新,意味着电池产线也要跟着变,这往往需要电池厂付出很大的代价,不但要花重金投资新的产线,还要面临一部分旧产线变成“破铜烂铁”的风险。哪家电池厂甘心被车企牵着鼻子走呢?

别说,还真有!

最近,松下电器首席财务官梅田博和表示:“特斯拉对4680电芯需求极为强烈,而我们正在紧罗密布的对一些现有产线进行改造,预计在今年4月初开始试生产4680电池,量产4680电芯后将优先满足特斯拉的需要。”

曾经,松下可是特斯拉的“独家御用”电池厂。不过,随着特斯拉越卖越火,松下的电池逐渐供不上来了,特斯拉只好另寻“新欢”,先后牵手LG和宁德时代。

对于特斯拉而言,新能源市场在迅速膨胀,寻找新的供应商迫在眉睫,等松下新建产能的话黄花菜都凉了。

但这种有了新欢忘了旧爱的“渣男”做派,对松下的伤害可着实不小。

还记得2020年除特斯拉刚刚实现国产化时,松下和LG在国内电池装机量排行中还能分列第三、第四,到现在松下连前10名都进不去了。

即使放眼全球,LG和宁德时代也是从松下的饭碗里抢了不少“干粮”,松下2021年全球动力电池装机量市场份额已经从上一年的18.4%下滑至12.2%。

虽然,松下也凭借自己的努力找到了“新欢”丰田。但奈何此前丰田玩电动车一直都是模棱两可的状态,直到最近几个月才刚刚下定决心开始搞电动化。

最终,松下还是“好马就吃回头草”,和“旧爱”特斯拉一起完成他的梦想。可以说,4680电芯倾注了松下重新夺回特斯拉的决心。

那么,4680电芯对于特斯拉而言,到底有何意义?

01. 仅仅变大这么简单?

还记得马斯克刚发布2170电芯时,曾信誓旦旦的说:“这款电芯(2170)将会是全世界最高密度而且最便宜的电池。”

但仅仅3年之后,马斯克再一次把自己的脸打的啪啪直响。这次,是“单体能量提升到2170电芯的5倍!续航提升16%!”的4680电芯。

这时,机灵的小伙伴肯定能发现这个BUG:“能量提升到5倍,但续航怎么才提升16%,不应该也是5倍吗?”

没错,提升“5倍”能量的说法,完全就是特斯拉的营销手段。

4680电芯相比2170电芯,46mm的直径的确比21mm长了一倍多,但80mm的高度却只比70mm高了一点点。

简单来说,就是4680“变胖了”,可以理解为从5号电池变成了1号电池。

单个电池相比,容量的确提升到了5倍——但单位体积下,能塞下的电池个数却变少了!所以续航才“只”有16%的提升。

但!你以为社长要说马斯克大忽悠了?Naive!

4680电芯相比2170电芯,还真有不少技术创新,比如硅基负极、碳纳米管等等。不过它最大的设计创新,莫过于“无极耳”技术。

在聊这项技术之前,社长需要先跟大家讲讲电池的极耳到底是什么。

脉动瓶子大家都见过,很多人喜欢它的原因就是它口比农夫山泉的口大,总之口大就代表着方便。

如果把电池比作水瓶,那极耳就好比水瓶的口,它作为电池电流的出入口,直接影响着电池的充放电功率和速率。

而特斯拉做出的改进,正是把原先传统圆柱电池的两根极耳,替换成了密密麻麻的很多根极耳,甚至多到看不出有极耳!

所以特斯拉的无极耳,其实就是“全极耳”。

电池的电流出入口扩大了,电子的流动速度当然变快了。以前得一点点倒的农夫山泉,现在变成脉动了,而且是敞口版本的脉动!

因此,能够提高电池的充放电功率和速率,就是全极耳技术最明显的优点。

更大的电池包放电功率,使得4680电芯比2170电芯更适合搭载在高性能车上,比如零百加速仅需2秒的特斯拉Model S plaid。一直在跳票的Cybertruck,可能也会因4680的到来成功落地。

除此之外,按高中物理中学过的Q=I²RT公式可以看出,当电流一定时,电流在电阻上产生的热量和其内阻成反比。简单来说就是电芯内阻越高,越容易发热,从而越容易导致自燃。

特斯拉称,无极耳设计可以将电芯电阻降低5-20倍,这是因为无极耳相当于电芯与外界相连的导线变“粗”了。话,Q(热量)当然就少了。

内阻的降低,让电芯不那么容易发热,一定程度上提高了安全性,这也是特斯拉敢把电芯做得更大的原因之一。

4680电芯生产方面,特斯拉宣称将用应用上已收购Maxwell公司的“干电极”技术。

生产普通圆柱电芯的正负极片时,往往需要将极片放进溶液里“泡”,再拉出来进行烘干。而干电极技术,则是把研磨好的正极或负极粉末,粘在类似于“口香糖”一样的物质上,再辊压形成电机极片。

目前来看,干电极技术本身虽然对电池能量密度的提升并不明显,但可以省去原先电极片浸泡和烘干的时间,特斯拉官方称干电极技术的应用可以让电芯生产效率提升7倍。

不过,有业内人士称,干电极工艺的良品率仍然是需要迈过的一个坎。

除了无极耳和干电极以外,电芯变大了本身也有一定好处,使得整车需要的电芯数量变少了。以特斯拉Model 3高性能版为例,原先搭载2170电芯需要4400颗,用了4680电芯后只需要960颗。

需要的电芯数量减少,意味着造一辆特斯拉需要零部件比以前更少,特斯拉官方称应用4680电芯后可降低14%电芯制造成本。

总的来看,4680电芯对于特斯拉的意义,相比提升能量密度,更重要的是提高生产效率,降低成本。这与马斯克曾说过的“薄利多销”策略是非常吻合的,不排除特斯拉大规模应用4680电芯后进一步降价的可能。毕竟特斯拉调价不讲道理这事,“韭菜”们都清楚得很。

02. 4680电芯在你屁股底下!

近期,外媒曝光了特斯拉4680的电池在柏林工厂的底盘装配图,社长认识一位学车辆工程专业的朋友看了这张图之后吓了一大跳,惊呼道:“不得了!CTC技术真的要落地了?”

CTC技术是英文名“Cell to Chassis”的缩写,即意思是电芯直接集成到底盘上。

还记得2019年法兰克福车展上,宁德时代曾发布CTP(Cell to Pack)技术,即电芯直接集成到电池包里,不再需要模组,从而达到简化系统结构,提高总体能量密度的目的。

毫无疑问,CTC技术的集成化比CTP技术还要高一层次。因为CTC不光不需要模组,甚至连电池包都不需要了,就是拿着电芯直接往底盘里装!

当时的宁德时代在发布CTP技术时,也简单透露过下一步将重点研发CTC技术。不过2年多的时间,宁德时代在推动CTC技术方面进展并不快,原因也很简单,因为这项技术不仅仅是电池本身的事,更关键的在于底盘与电芯的配合。对于车企而言,被一家电池企业牵着鼻子走或许是件比较“丢人”的事。

反过来看,特拉斯去推动CTC技术,显然就比电池厂要有优势得多,毕竟特斯拉有足够大的体量,能给电池厂带来足够大的配套量红利,而甘愿做“小弟”的松下就是其中之一。

有业内人士人称,特斯拉这次掏出的CTC技术,比当年宁德时代提出CTC更加激进。

一位有工程师背景的外国媒体人George Bower,在看到特斯拉Model Y的4680电芯装配图后惊叹道:“马斯克疯了吧!竟然直接把座椅安装在了电芯上!”

此外,装配图中Model Y的底盘直接被4680电芯塞了个满满当当,电芯四周一点防冲撞的预留空间都没有留,取而代之的是底盘底部蜂窝状的镂空层。

有人猜测,这蜂窝状的结构可能是为了在电芯热失控时,顺利排出高温气体,并在底部发生碰撞的时候吸收一定的冲击力。

同样是CTC,别人的概念是往底盘里“塞”电芯,而特斯拉却把电芯当做整车底盘。

在特斯拉的CTC方案中,电芯不再仅仅是整车的能量来源,同时还是整车的结构件。这虽然能减少车身的部件,降低成本和重量,但是也会给车身的刚性和安全性带来不小的挑战。

为了创新,放弃安全。不得不说,这波“神奇”操作很特斯拉。

想象一下,易燃易爆炸的电芯就被你坐在屁股底下,撂谁谁不心虚?

03. 写在最后

2年前,一位丰田的汽车工程师在拆解一辆特斯拉Model 3,深入研究了其电子电气架构后无奈的举起了白旗:“现在的我们肯定做不到。”

而大众集团CEO迪斯在狂砸550亿猛招软件和电气工程师时也坦言:“我们落后特斯拉至少10年。”

特斯拉在汽车电子电气架构革新,对整个汽车行业都产生了深远的影响,开创了如今“软件定义汽车”时代。随后,整个电动汽车行业都开始追随特斯拉的步伐。

在十多年前,百年丰田和大众何曾想过,自己会被一家成立不到20年的车企所超越。

如果说特斯拉刚刚降生时带了汽车电子电气架构的革新,那么,这次的特斯拉最新的4680+CTC技术,很可能带来的是电动汽车硬件架构方面的一次革新。

至于这次特斯拉激进的硬件架构革究竟多久能落地,会不会引起下一轮汽车行业革命,这有待时间去考证。

但至少可以看出,在其他对手追赶特斯拉时,“暂时领先”的特斯拉并没有选择故步自封,而是选择了更加激进大胆,甚至有些“疯狂”的创新。

也许正是这种“疯狂”,比较合华尔街投资人的胃口吧。

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