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特斯拉首次展示 Megafactory 工廠,全力生產 Megapack 巨型電池

  • 由 熊貓貝貝小可愛 發表于 動作武俠
  • 2022-12-31
簡介Megafactory與特斯拉合作製造鋰離子電池,與汽車製造商和供應商合作製造儲能電動汽車中需要用到和需要使用的電池不同,該公司有兩個主要目標:在更大規模上實現電動汽車、 Autopilot (車輛)和儲能系統更好地使用所需能源

郭工魔改電池安全嗎

特斯拉在加州建造了一座 Megafactory(巨型工廠)電池工廠,這家工廠將用於生產巨型儲能電池 Megapack(能量約等於 Model Y 的 50 倍)。

現在這家工廠似乎已經竣工並開啟了招聘,因此特斯拉首次向大家公開了其位於這家 Megafactory。馬斯克透露,特斯拉 Megafactory 的目標是每年生產 40 兆瓦時的 Megapacks。

從特斯拉領英 (LinkedIn) 官方放出的影片來看,這家 Megafactory 巨型工廠只用了一年的時間就已經基本宣告完成,目前已經在迅速提高 Megapack 電池產能。該工廠位於加利福尼亞州北部的 Lathrop 市,距離 Fremont 僅 1 小時車程,Fremont 也是特斯拉在美國的主要電動汽車製造工廠所在地。特斯拉此前一直在內華達州的超級工廠專門生產 Megapacks,但隨著加州 Megafactory 的產量逐漸升高,該工廠的產能已可以在一天內生產 25 個 Megapacks 巨型電池包。然而,要等到第四季度甚至 2023 年才能完成部署,那時特斯拉電池組和儲能專案應該就可以投入使用。目前特斯拉的業務版圖分為兩部分:一是電動汽車,二是可再生能源,而後者可細分為太陽能和儲能裝置,目前主要有 Powerwall、Powerpack、Megapack 等產品。

官方資料顯示,Megapack 每個單元最大可儲存 3MWh 電量,與市場上的同類系統相比,其佔用的空間減少了 40%,部件數量只有同類產品十分之一,而且這套系統安裝速度比當前市場上的產品快 10 倍,也被稱之為目前市場上容量最大的儲能系統之一。

2019 年年底,有媒體曝光了特斯拉官方運營的移動儲能充電車,具備同時為 8 輛特斯拉車型提供快速充電的能力。而充電車上所搭載的儲能裝置正是這種儲能電池 Megapack。

這也意味著特斯拉的 Megapack 還有可能應用於汽車“儲能”市場,這也與當下的換電站、近期比亞迪車輛的“移動電站”功能有著異曲同工之妙,更加說明儲能電池市場的邊界不可限量。

特斯拉首次展示 Megafactory 工廠,全力生產 Megapack 巨型電池

一、Megafactory的生產能力

儘管人們很少注意到有一家公司會使用特斯拉的 Megafactory工廠,但這家公司似乎非常瞭解特斯拉。這家德國汽車製造商擁有其第一個工廠,當時它為雷諾和豐田等汽車製造商建立了強大的生產線。到目前為止, Model 3是由德國電池製造商生產和組裝的,因此 Megafactory工廠擁有強大的製造團隊。如果你想要一輛汽車,你必須保證你有足夠的電池和材料來生產一輛車。特斯拉有很多製造工廠,但只有一個最大並能夠不斷增加產能的電池工廠是唯一真正瞭解這家公司目前為止發展實力的人。特斯拉公司一直在與投資者討論它在 Megafactory工廠建造自己最大電池工廠以及它們如何處理電池供應的問題。

1)特斯拉在2019年釋出了一份新的內部檔案,其中稱該公司在 Megafactory的最大的電池工廠將擁有16000個床位。

這意味著特斯拉能夠從該公司位於日本富士山附近建設的第二個電池工廠製造電池。根據這份檔案,特斯拉正在建設一個電池製造工廠,在這裡建造一個生產“100 GWh/年(10 MW)或更大倍數”電池的工廠。據報道,特斯拉計劃在2022年年底之前將兩座電池廠的規模擴大一倍。

2) Model 3在兩年前生產時已經開始使用電池。

Megafactory工廠於2016年建成,其目標是在2020年之前為其生產提供至少100輛電動汽車。這家工廠可以說是有史以來最大的、擁有最大裝機容量的電動汽車製造商。Megafactory工廠還專門設計了一條專門生產 Megapack電池生產線,它是目前 Model 3生產時所使用的電池容量最大的生產線。該公司將會在未來幾年擴大到每週300塊電池,以滿足其產量需求。

3)目前為止, Megafactory工廠的產能僅為25,000個床位。

如果特斯拉在 Megafactory投資10億美元(約合126億元人民幣),它將創造24,000個床位,因為該公司在 Megafactory投資了一系列新設施。目前,該公司使用 Megafactory工廠生產電池,然後將其組裝到 Model 3上。馬斯克計劃在未來幾年內將該生產線擴大到25,000個床位,並且我們已經看到了更多生產能力。你可以在 Megafactory看到大量的新投資裝置並能夠快速生產動力電池。

4)特斯拉執行長埃隆·馬斯克(Elon)表示,這個資料意味著你可以透過 Megafactory上的兩條大型電池組來輕鬆地生產出 Model 3。

馬斯克在談到 Megafactory時表示:“我不知道我能生產多少電池,但我知道我可以生產多少,這就是我一直在努力做到這個級別。”這可能會為即將推出的特斯拉產品製造巨大的電池組,這是特斯拉公司計劃在未來幾年內增加產能和產量的一個關鍵部分。儘管 Megafactory工廠已經在建設之中,但該公司預計 Megafactory工廠將於今年年底投入使用。這意味著它仍將由特斯拉在未來幾年內製造汽車所需電池組的兩倍多。Megafactory是對這個目標最好的迴應之一,馬斯克還透露,該工廠最近將其生產產能提高了80%。這比兩年前 Model 3最初設定目標提高了100%,但後來受到了更大產量的挑戰, Model 3產量現在達到21萬輛時,該公司希望它能將成本降低10%,從而為 Model 3供應更多能源。

二、Megafactory製造最大的電池之一?

特斯拉已經宣佈了 Model 3的生產計劃,但仍然有可能會將電池產量提高一倍,因為特斯拉正試圖製造尺寸更大、重量更重的電池。這就是為什麼該公司正在使用一個名為“超級電池”的計劃來將一個巨大的電池運送到全球各地。該公司將使用兩種不同的原材料製造巨大的電池,一種是用於製造超級電池的鎳鈷錳鋰化合物(NCM),另一種是用於製造 NCM的矽。隨著電池規模的增加, Megafactory將可以為 Model 3提供更多容量和更長壽命電動汽車所需要的能量。

(1) NCM可以提供高能量

在使用電池之前,鎳鈷化合物(NCM)首先會被用作金屬氧化物,它們可以在電池中發揮重要作用。然而,隨著 Model 3體積越來越大,對 NCM化合物依賴越來越大,以至於特斯拉不太可能再使用更便宜的鎳。特斯拉已宣佈了 Model 3使用 NCM化合物製造巨型電池可能提供更高能量。特斯拉在今年早些時候曾表示:“當我們生產越來越大尺寸的電池組時,我們需要使用 NCM來為電池提供更高的能量。”根據馬斯克最近表示:“我們已經實現了400毫安時以下容量(NFC)和超過600毫安時容量(MMP)。”這可以看出鎳鈷鋰化合物仍然是 NCM最重要的元素之一。

(2)矽基超級電池的最大優勢是成本更低。

目前,大多數電池都是由矽製成的。隨著特斯拉在生產矽過程中使用了新技術,該公司希望矽在成本方面實現改進,並且將其用於製造大容量電動汽車,而不是用於儲存大量電能。此外,特斯拉已經使用了從矽中提取鋰離子來製造超級電池。特斯拉將使用矽生產大量可充電電池,並且無需像矽基電池那樣依賴昂貴的新增劑來改善功能和能量密度。

(3)透過減少成本降低製造的成本,將可以增加電動汽車的續航里程。

特斯拉計劃將其傳統車型Mercedes-Benz的生產過程減少一半。這意味著 Model 3將使用更多更少的電動汽車部件來實現更長的續航里程,並可能會降低成本。同樣重要的是,這將允許特斯拉使用更少的製造技術,從而減少額外成本。從長遠來看,電池的規模增加意味著,它不僅可以提供與傳統車型相同的續航里程。在電池製造方面,一個有意義的目標是使電池比任何其他電池更有效——這意味著它可以比其他型別電池擁有更高的能量密度、更高的功率和更長壽命。

特斯拉首次展示 Megafactory 工廠,全力生產 Megapack 巨型電池

三、Megafactory也進行了一些其他投資,以擴大其產能,並降低成本

儘管沒有披露任何投資,但它確實為提高電池產能和生產過程中的一致性而投資了近2億美元,其中大部分投資都是為其電池工廠的產能增加做準備。特斯拉在2018年收購了 SolarCity, SolarCity在2018年10月至2019年5月期間僱用了一位電池製造工程師, Megafactory還聘用了一位電池製造工程師和一位金屬工程師。這兩個人都在與 Megafactory相關的合同中擔任了重要角色,他們將監督 Megafactory生產過程中發生了什麼以及最終產生什麼產品。在2019年2月期間,這兩個人將與另一家供應商 California Mechanical AG (CFM)合作生產鋰離子電池。他們在2018年8月於 Megafactory宣佈他們與松下展開合作後兩個月(2017年3月到2017年5月)又僱傭了一位金屬工程師並開始對其電池進行大規模生產。

1、特斯拉在2017年初開始建立鋰離子電池工廠,在2018年初又開始建設鋰離子電池工廠。

在過去的四年時間裡,特斯拉已經在德克薩斯州、亞利桑那州、猶他州、密歇根州建起了鋰離子電池工廠。這四家地方工廠所用木材都是由 Megafactory直接從木材供應商採購。這些木材來自墨西哥,它們被認為是 Megafactory生產電池所需要的木材。

2、特斯拉從 Panasonic購買了一塊電池板,但隨後他們又購買了另一塊電池板,這是當時 Panasonic向 Megafactory支付的費用之一。

特斯拉稱,他們的鋰離子電池具有“更高成本”。但同時也降低了它的成本,因為他們為這兩塊電池板都支付了購買費用。當然,特斯拉很少從供應商那裡購買到這些材料,因為它們只佔到了總價格的很小一部分。儘管如此,特斯拉仍然是唯一一家在美國擁有兩個大規模動力電池工廠,並與這些供應商合作生產電動汽車所需電池的公司(特斯拉當然也是其中之一)。因此,從這些電池板中獲取材料將會降低所有這些電池工廠生產成本的支出(儘管這將為公司提供一定程度上的靈活性,但這並不意味著特斯拉就是一個大客戶。)

3、2018年1月和2月, Model Y和 Model S的新車型開始生產這種鋰離子電池。

2018年6月, Megafactory與松下簽訂了價值1億美元的合同,開始為特斯拉生產 Megapack的鋰鹽。2018年8月, Megafactory宣佈其與松下合作首次在美國量產電動汽車中使用鋰離子電池。為了滿足 Model Y和 Model S對續航里程(從800英里到500英里)以及其他車輛需求, Model 3電動汽車(也被稱為 Gigafactory)將於2019年3月開始使用鋰離子電池。特斯拉希望在2019年下半年生產 Model 3電動車和 SUV車型,以及2018年底開始建設新工廠,並預計到2019年底會有更多此類鋰離子電池車型投產。Megafactory將採用另一種被稱為“鎳-鈷-鋰”(NMC)電池(這種材料可以迴圈數達1萬次)模式來提高其鋰容量。

4、特斯拉從2017年3月到2018年5月期間僱傭了五位 Megafactory員工,其中四位擔任技術主管。

Megafactory擁有特斯拉和松下之間持續多年的合作關係。特斯拉的執行長埃隆·馬斯克(Elon Musk)曾在2018年3月表示,由於 Megafactory將繼續生產 Model 3汽車所需的動力電池,因此它需要一些額外的人才。他補充說:“我們正在與各種供應商展開密切合作。”此外, Megafactory還擁有許多技術人才,包括汽車工程學專家、高階材料專家、電池科學家和工程師。

5、目前 Model 3/Series 3/轎車中使用的電池是來自松下和三星Note10產品的鋰離子鋰離子電解質(不含NCM811),而特斯拉生產的這種鋰離子電解質在2018年9月才進入美國市場,而且在去年第四季度才開始在特斯拉電動汽車中使用。

此外,電池的能量密度(每千瓦時所需的電能和標準狀態下生產的電池的能量之和)也是重要因素。據報道, Megafactory正在開發與松下合作開發的第二代電池技術,該技術可以降低NCM811的成本並改善效能。特斯拉表示,使用壽命更長的鋰離子電解質能有效提高NCM811在 Model 3和轎車中壽命。

四、特斯拉一直在為其產品開發用於儲能系統的電池, Megafactory將為這一過程提供能量。

Megafactory將其現有的儲能系統擴大到整個 Autopilot (車輛)、電動汽車和電池驅動的車輛,併為其儲能系統提供更長時間的能量。該公司正在與特斯拉合作,以使用儲能電池為其所有電動汽車提供動力。在過去的幾年中,特斯拉一直在增加其儲能系統能力,但該公司正在使用特斯拉的電池技術開發更先進的系統來為 Model 3構建和運輸電力。

1、 Megafactory正在開發新的電池技術,該技術可以使電池更容易安裝和使用,從而節省時間和金錢。

但是,這不是特斯拉最擅長的領域。這款電池需要特斯拉使用另一種技術來組裝:鋰離子電池- Megapack是由特斯拉和其他公司開發的,用於支援該公司車輛和 Autopilot (車輛)等應用。Megafactory希望將其電池安裝在車輛上使用。從理論上講,該公司計劃在未來幾年為其電池提供支援。Megafactory與特斯拉合作製造鋰離子電池,與汽車製造商和供應商合作製造儲能電動汽車中需要用到和需要使用的電池不同,該公司有兩個主要目標:在更大規模上實現電動汽車、 Autopilot (車輛)和儲能系統更好地使用所需能源;而不需要使用昂貴的電池;從而節省時間和金錢。

2、該公司還將使用超級電容器來製造電芯以確保它們的質量,並幫助為車輛提供更長的行駛里程。

特斯拉計劃到2020年使用12-15個超級電容器來建造數千輛電動汽車。根據特斯拉披露,它們可以提供3000英里(5000公里)/小時的行駛里程來減少能源消耗。它們將繼續被用於特斯拉 Autopilot平臺和 ModelX電動汽車。

3、 MegaFactory已經在其儲能系統中安裝了大量電池,這些電池可能會使現有的 Model 3續航里程增加三倍,並且該公司正在尋找其他解決方案,如用於 Autopilot車輛的額外電量儲存裝置。

Megafactory計劃為 Autopilot和混合動力汽車建立更多儲能設施,但目前還沒有具體資訊顯示。當談到這些電池時,特斯拉預計它將透過現有的電池儲能網路獲得更多的收入。特斯拉執行長埃隆·馬斯克(Elon Musk)在一次採訪中曾表示:“我們現在不需要透過購買電池或將電池儲存在現有基地中來創造收入。我們現在要做的就是透過使用 Megafactory和特斯拉現在正在用的電池解決方案來創造收入、盈利或創造更多收入。”

4、在未來六年內,隨著電動汽車需求的增長,特斯拉計劃為該公司開發一種新的儲能系統來支援其所有電動汽車,這將是該公司目前面臨的一個主要挑戰。

對於所有電動汽車製造商來說,這項計劃將使特斯拉進入一個新的市場,而不是保持其商業模式不變。到2024年,特斯拉將擁有10,000輛電動汽車,比去年增長了近三倍。隨著電動汽車越來越多地進入家庭,對使用新能源汽車非常重要,馬斯克表示,到2030年,這一數字將增長到1。6萬輛。

特斯拉首次展示 Megafactory 工廠,全力生產 Megapack 巨型電池

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