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特斯拉发布无极耳结构电池,能量密度提升了5倍

时间:2020-09-23 阅读:
什么是特斯拉无极耳结构电池?有什么特点和优势?在特斯拉的电池日活动上,特斯拉发布了一种全新的电池设计——“无极耳”电池,被特斯拉称为4680电池,将使该公司的电动汽车电池能量密度提高5倍,功率输出提高6倍,并使特斯拉汽车的续航里程增加16%。
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今天凌晨,在特斯拉的电池日活动上,特斯拉发布了一种全新的电池设计——“无极耳”电池,这家电动汽车制造商表示,通过移除极耳实现了这一突破,极耳是电池的重要组成部分,在电池和其所供电的设备之间形成能量连接。这些新的“无极耳电极”电池尺寸为46毫米X80毫米,因此被特斯拉称为4680电池,将使该公司的电动汽车电池能量密度提高5倍,功率输出提高6倍,并使特斯拉汽车的续航里程增加16%。1x2EETC-电子工程专辑

在今天的活动上,该公司发布了多个有关电池技术的创新,其CEO埃隆·马斯克(Elon Musk)表示,特斯拉将会实现自己的目标。而这一切都要从电池本身的新构造开始。特斯拉公司如果想要达到此前设定的每年生产10到20太瓦时电池的目标,他们将需要推进电池技术以及其生产速度。1x2EETC-电子工程专辑

“无极耳电极”电池

传统的电池由三个部分所构成,这三个部分分别是正极、负极和隔膜。除了这个基本结构之外,电池中还有一些片状物可以将电池的能量转移到外部。锂离子通过隔膜从正极流向负极,从而让电池完成充放电的过程。几十年来,电池的工作原理都是一样的,出现改变的主要是材料科学,以及电池的尺寸。1x2EETC-电子工程专辑

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特斯拉负责动力总成和能量工程的高级副总裁德鲁·巴格利诺(Drew Baglino)表示,电池尺寸的变化是为了提升功率和能量密度,但是它却带来了电池散热方面的问题。他说道:“这就是我们的团队发现并试图要克服的挑战。我们想到了这种无极耳结构,在电池工作工程中消除了发热的问题,让我们可以使用成本最低的外形尺寸和最简单的生产工艺来制造电池。”1x2EETC-电子工程专辑

巴格利诺称,这种设计意味着制造过程更加简单,零件更少,电子移动的距离更短。他表示:“对于圆柱形电池来说,无极耳设计能够极大地简化绕线和涂层,并且具有明显的散热和性能优势。”马斯克也同意这个说法,他在本次活动上表示:“在过去极耳的确是一个让人头痛的东西。”1x2EETC-电子工程专辑

通过缩短电子的移动距离,电池的发热现象明显减少。他解释说,尽管新电池的体积更大,但是功率重量比优于带极耳的小电池。“这是很难做到的。以前没有人这么做过。所以……特斯拉的工程部门为此付出了巨大的努力,才成功做出了无极耳电池,并使它真正发挥作用。1x2EETC-电子工程专辑

“无极耳电极”电池预计将降低特斯拉生产每千瓦时电池的成本,这是现代电动汽车中最常用来衡量电池组容量的能源单位。许多专家认为,降低这些成本将使特斯拉能够大幅降低其汽车的价格,从而使电动汽车更容易普及。1x2EETC-电子工程专辑

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提高新电池制造效率也将使每千瓦时价格降低14%,这最终帮助特斯拉向与燃油汽车平价的目标更近了一步。为了制造更实惠的电动汽车,电池的生产成本必须变得更低。大量制造电池并使其随时可用于汽车生产将降低汽车成本,并将促使特斯拉的电动汽车变得比燃油汽车更便宜。1x2EETC-电子工程专辑

这是特斯拉为了加大储能力度,让世界更接近可再生能源所迈出的第一步,未来该公司还将为此做出更多的努力。”巴格利诺称:“我们将开始在10千兆瓦生产设施内加紧制造这种电池。我们经历了很多的考验,但是能够获得这样的结果我们感到很高兴。”然而,需要指出的是,这种全新的电池芯生产系统当前其实还不能正常工作。马斯克透露,在试点工厂层面,这个系统只是“接近正常工作”。1x2EETC-电子工程专辑

分析师们估计,要想实现电动汽车售价与燃油汽车相当,每千瓦时电池生产成本要降至100美元。虽然尚不清楚目前特斯拉电池成本是多少,但14%的成本降低很可能会让该公司汽车像燃油汽车那样便宜。《福布斯》最新估计,特斯拉可能将成本降至每千瓦时127美元。1x2EETC-电子工程专辑

马斯克说,这款电池已经在该公司位于弗里蒙特加藤路(Kato Road)的试点设施生产。像大多数汽车公司一样,特斯拉的电池主要从生产商那里采购,这样它就可以专注于自己的核心业务,即制造电动汽车。该公司2170电池目前用于Model 3和Model Y汽车,由松下在内华达州的特斯拉工厂生产。1x2EETC-电子工程专辑

但这些供应变得越来越紧张。2018年,就在特斯拉开始大规模生产Model 3的时候,松下的电池短缺加剧了特斯拉的生产困境。马斯克批评松下的电池生产速度限制了Model 3和Model Y的产能。松下首席执行官津贺一宏预测,如果特斯拉继续扩大业务,其电池产能将“达到极限”。1x2EETC-电子工程专辑

特斯拉“电池日”计划

马斯克宣布特斯拉将开始自己生产电池,旨在缓解这些瓶颈。最近的收购、泄露的照片、专利申请和杰夫·达恩(Jeff Dahn)发表的研究,都表明了该公司向内部生产电池方向的转变。达恩是锂离子电池领域的先驱,也是特斯拉电池研究的负责人。1x2EETC-电子工程专辑

但特斯拉不会很快停止购买这些电池。在“电池日”前夕,马斯克表示,该公司将继续使用松下、宁德时代、LG和其他公司提供的电池。不仅如此,特斯拉还会从供应商那里加大采购力度。1x2EETC-电子工程专辑

考虑到特斯拉的雄心壮志,这可能并非虚言,Benchmark Minonal Intelligence分析师卡斯帕·罗尔斯(Caspar Rawles)表示:“特斯拉不太可能切断这些合作关系,它未来的需求将需要供应商的产能,尽管该公司目前正处于垂直整合阶段。”1x2EETC-电子工程专辑

【完全无钴!特斯拉将在能量密集型车型中使用100%镍的电池】1x2EETC-电子工程专辑

马斯克宣布,他们将从“钴”车型转向“镍”车型。这解决了早些时候提出的问题。这也能提高效率。在能源密集型车型(Cybertruck/Semi)中,特斯拉将使用100%镍支撑,而其他车型将使用镍与其他化学物质的结合。这确保了大批量生产是可能的。马斯克再次重申,他希望更多的人开采镍。1x2EETC-电子工程专辑

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【马斯克:将使用全新的生硅材料来制造电池】1x2EETC-电子工程专辑

马斯克表示,我们将使用新的生硅材料来大规模制作电池。生硅阳极工艺只需1美元/千瓦时的制造成本,并提高20%的续航里程。1x2EETC-电子工程专辑

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【马斯克:特斯拉将把电池直径提高一倍】1x2EETC-电子工程专辑

马斯克表示,特斯拉电池尺寸已经从1865增加到如今2170(前两个数字为直径,后两个数字为长度 ),现在将增加到“4680”。新的“4680电池”将需要大约一年的时间来达到1千兆瓦的产能,但特斯拉正在考虑提高到每年2千兆瓦。仅仅是外形因素的改变,就能将每千瓦时的成本降低14%,但特斯拉还没有做到这一点。无极耳的设计将使得电子的行进路径更短,解决了增加电池直径的最大问题之一。这使电池模组更容易更快并且连续地生产。1x2EETC-电子工程专辑

新的“4680”电池能量密度提高5倍,续航里程提高16%,动力提高6倍,同时由于解决了连续生产问题,特斯拉电池生产线的速度提高了7倍。1x2EETC-电子工程专辑

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【马斯克:特斯拉计划将电池生产成本减半】1x2EETC-电子工程专辑

马斯克表示,他们将制造一辆价格合理的汽车,但电池的成本必须降低。早期的进展是好的,但下降的曲线正在变得平缓,所以他们需要重新考虑这个问题。特斯拉计划将生产成本减半。1x2EETC-电子工程专辑

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【特斯拉将把电池直接内置于汽车结构中 每千瓦时成本将降低7%】1x2EETC-电子工程专辑

马斯克表示,将把电池直接内置在汽车结构中,这项创新的灵感来自飞机机翼上的油箱。结构电池将减轻车辆的整体重量。这将减少所需零件的总数(减少370个零部件)并加快生产速度。而且最重要的是,这还将使每千瓦时的成本降低7%。1x2EETC-电子工程专辑

【马斯克:期待上海工厂实现100万辆汽车/年的产量目标】1x2EETC-电子工程专辑

马斯克表示,特斯拉过去一年的回报比较理想,我相信未来也会一片大好。在过去一年中,在工厂扩张方面,我们上海的团队在15个月内建起了工厂。我们特斯拉是中国唯一一个100%外资的汽车公司。我们期待上海工厂能实现100万辆汽车/年的产量目标。1x2EETC-电子工程专辑

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【马斯克:希望在全球每个大洲都能有特斯拉工厂】1x2EETC-电子工程专辑

马斯克表示,我们的愿景是在每个大洲都有我们的工厂。这能令公司流动性和交付周期活动保障。我们目前在中国已经有了工厂,在美国已经有了两个工厂,在欧洲 也有工厂,未来希望在澳洲也能建立起工厂。1x2EETC-电子工程专辑

【马斯克:2020年特斯拉交付量仍能增长30%到40%】1x2EETC-电子工程专辑

马斯克表示特斯拉交付量在2019年增长了50%,在2020年,尽管受到了疫情的影响,但特斯拉交付量仍将增长30-40%。1x2EETC-电子工程专辑

【马斯克:将在未来大约一个月发布全自动驾驶系统Autopilot的测试版】1x2EETC-电子工程专辑

马斯克表示,自动驾驶的行业平均水平是每百万英里就会发生2.1起事故,如果启用特斯拉Autopilot,那么事故概率只有0.3起/百万英里。马斯克表示,他相信特斯拉自动驾驶车辆能比人类安全10倍。1x2EETC-电子工程专辑

【马斯克:特斯拉计划将电池生产成本减半】1x2EETC-电子工程专辑

马斯克表示,他们将制造一辆价格合理的汽车,但电池的成本必须降低。早期的进展是好的,但下降的曲线正在变得平缓,所以他们需要重新考虑这个问题。特斯拉计划将生产成本减半。1x2EETC-电子工程专辑

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