究竟是什么原因讓特斯拉將18650電池更換為21700電池?
來源:寶鄂實業(yè)
2019-06-20 11:19
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21-70電池是指直徑21mm,高度70mm的圓柱卷繞式電池,而18650電池則是指直徑18mm,高度65mm的圓柱卷繞式電池??梢钥吹?,Tesla不僅換了電池規(guī)格,把規(guī)格的命名方式也換了(按照以往的慣例,21-70電池應(yīng)該叫21700電池)。這個消息印證了我在2014年發(fā)表的兩個回答:
Tesla Motors為什么要將其專利開放,技術(shù)開源?
吳彬的回答:“Tesla的技術(shù)路線非常獨(dú)特,使用數(shù)千節(jié)18650電池來構(gòu)建電池組。這條技術(shù)路線是Tesla在公司初創(chuàng)時所做出的選擇。對其他的電動汽車生產(chǎn)商來說,這種選擇未必值得效仿。事實上,Gigafactory投產(chǎn)后,Tesla未必還會堅持18650。有消息稱將采用”20700”電池,即高度為70 mm,直徑為20 mm的圓柱形電池。”
電池規(guī)格只限定了電池的尺寸大小,單從規(guī)格是很難判斷出這種電池相對于之前的18650電池有多大的技術(shù)進(jìn)步。即使都是相同的18650規(guī)格,現(xiàn)在各家電池企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量也是良莠不齊,就像即使都叫醬香型白酒,有的可以上國宴,有的只能上流水席。我更關(guān)心的是,Tesla 做出變化規(guī)格的決定,反映了這家公司怎樣的現(xiàn)狀及心態(tài)。我認(rèn)為至少有如下幾點(diǎn)值得探討:
1.Tesla借由與松下深度合作的Gigafactory 掌握了電池單體生產(chǎn)技術(shù),進(jìn)而打通從原材料、電池單體、電池模塊、電池組到傳動系統(tǒng)、整車的整套技術(shù)鏈條,并且可以在自己完全控制的技術(shù)鏈里優(yōu)化若干基礎(chǔ)部件達(dá)到最佳整體性能。
單體電池的構(gòu)型選擇、容量設(shè)計和尺寸設(shè)計是電動汽車?yán)锩嬉粋€很重要的問題,關(guān)系到上上下下、方方面面的很多因素。Tesla之前沒有單體電池生產(chǎn)能力,選擇18650電池是在自身需求與市場供給之前所找到的一個艱難平衡點(diǎn)。
通過投資Gigafactory及與松下的戰(zhàn)略合作,Tesla 具備了單體電池的研發(fā)生產(chǎn)能力,必然會重新審視產(chǎn)品設(shè)計流程,選擇生產(chǎn)最適合自己的單體。
我試著翻譯一下,大概意思是這樣的:
我們在這個(單體電池選擇)問題上花費(fèi)了大量的時間。這是一個很有趣的問題,包含著許多相互制衡的矛盾因素。當(dāng)你把電池尺寸增加時,有一些性能會變好,但另一些會變差。18650這一構(gòu)型得到廣泛使用只是出于歷史的巧合,我們早期的產(chǎn)品也使用了這一構(gòu)型。
我們重新審視了這些互相制衡的矛盾,最終優(yōu)化得到現(xiàn)在的21-70構(gòu)型,比之前的18650要大一些。如果你把這些圓柱形的21-70電池排在一起,最終是可以(在一個固定的包內(nèi))得到更多的活性物質(zhì)(進(jìn)而得到更多容量)??偟膩碚f,這是一個成本優(yōu)化問題。
Musk的大概意思是說:
這真的是從物理和經(jīng)濟(jì)兩方面因素做出的計算結(jié)果決定的(看他用了他經(jīng)典的 “first principle thinking” 梗,學(xué)習(xí)ab initio的同學(xué)要吐槽下這算哪門子第一性)。這是我們分析一切事物的方法。假設(shè)這個世界上本來沒有單體電池,那我們要怎么去設(shè)計它?這個設(shè)計應(yīng)當(dāng)滿足我們對最終產(chǎn)品特性的要求。18650(對Tesla來說)不是最優(yōu)設(shè)計。
2.宣布采用新規(guī)格電池,意味著對Gigafactory產(chǎn)量和品質(zhì)控制的自信。
Gigafactory的年產(chǎn)量號稱將與現(xiàn)在全球所有電池企業(yè)年產(chǎn)量之和相當(dāng),頗有美帝海軍吊打全球之風(fēng)。在如此大的產(chǎn)量之下,微小的非良品率也意味著極大的非良品量(資料稱目前業(yè)界最佳的松下、三星、LG的18650電池生產(chǎn)線一次直通率在98%以上,國內(nèi)一般在90%左右)。
大量的非良品(只是容量、電阻等未達(dá)到要求,不是安全問題),滿足不了電動汽車的極嚴(yán)苛要求,還可以轉(zhuǎn)而消化在無人機(jī)、筆記本電腦等其他領(lǐng)域。Tesla放棄使用18650規(guī)格意味著失去了部分現(xiàn)有的消化途徑。
這可能反映了:1)Tesla對良品率有充分的自信;2)Gigafactory的巨大產(chǎn)量將使Tesla在電池市場擁有極大話語權(quán),大到讓這些現(xiàn)有的消化途徑采用21-70構(gòu)型。2017年6月22日,筆者撰寫《宋楠:特斯拉國產(chǎn)需首先解決電池安全和充電標(biāo)準(zhǔn)問題》一文。
特斯拉國產(chǎn)化車型,必須要改用國產(chǎn)動力電池廠商的產(chǎn)品。當(dāng)下,國內(nèi)已有眾多生產(chǎn)消費(fèi)類18650類電池廠商,可以為特斯拉提供符合其標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。即便海外生產(chǎn)的特斯拉車型,也是向松下采購純粹的18650型電池后,自行包裝并配發(fā)BMS后再裝車。從技術(shù)上角度看,特斯拉國產(chǎn)改用本土廠商提供的18650型電池沒有問題。而問題出現(xiàn)在,使用本土品牌的18650型動力電池,與國產(chǎn)化的特斯拉結(jié)合后,如果繼續(xù)發(fā)生因充電、行駛和碰撞導(dǎo)致的“燃燒”和“自燃”事故,恐怕就會遭受更加嚴(yán)格的產(chǎn)品安全審核。尤其在2017年北京市新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策執(zhí)行“扶優(yōu)”策略架構(gòu)下,對不安全車型可以強(qiáng)制“停牌”的權(quán)力下,特斯拉國產(chǎn)必須要解決電池安全問題。
2019年1月23日,筆者撰寫《宋楠:研判上海產(chǎn)特斯拉3換國產(chǎn)電池引發(fā)市場震蕩(連載21)》一文。
中國上海生產(chǎn)的特斯拉Model 3電動汽車,如果要在中國市場以“國產(chǎn)車”身份銷售,必須采用中國本土供應(yīng)商提供的電池電芯、采用符合中國國家充電標(biāo)準(zhǔn)的充電協(xié)議、并通過中國國家標(biāo)準(zhǔn)的整車及電池安全測試。
中國本土電池供應(yīng)商是否可以提供21700型鎳鈷鋁三元鋰電芯?
天津力神、寧德時代或者孚能科技提供的電芯是否可以具備與日本松下電芯成本相當(dāng)或更低?
上海制造的特斯拉Model 3采用中國國家標(biāo)準(zhǔn)快充協(xié)議后的整車兼容性是否足夠?
適配的起碼超過4000節(jié)21700型電芯的國產(chǎn)特斯拉Model 3發(fā)生燃燒、自燃或爆炸事故幾率?
特斯拉上海生產(chǎn)基地從建設(shè)到Model 3量產(chǎn)是否可以保證在2020年4月份前完成?
2019年3月16日,筆者撰寫《宋楠:用三年讓動力電池更加安全,讓新能源汽車更有前途》一文。
然而,橫向比對美國、歐洲、日本及中國制造的使用軟包、方形三元鋰電芯的不同型號電動汽車,出現(xiàn)的燃燒事故明顯低于搭載7000節(jié)至9000節(jié)18650型三元鋰電芯的特斯拉系電動車。那么為什么會出現(xiàn)這種不可避免的缺陷型安全事故?答案很簡單,就是在整車設(shè)計之初,就沒有對適配的電池種類進(jìn)行最基本的安全性研究。
2019年4月12日,鳳凰網(wǎng)刊發(fā)《美股大體收跌特斯拉暫停增加超級工廠電池產(chǎn)量跌近3%》一文。
TheFly.com援引《日經(jīng)亞洲評論》的一篇報道稱,特斯拉和松下將暫停增加超級工廠電池產(chǎn)量的計劃。在超級工廠內(nèi),松下生產(chǎn)電動汽車電池,特斯拉則組裝可供其電動汽車使用的電池模塊,其中包括Model 3。但是,由于Model 3銷售不再強(qiáng)勁增長,增加投資提升產(chǎn)能的需求有所減弱,雙方被迫重新考慮它們的計劃。除此之外,還有傳言稱松下對它與特斯拉合作的上海超級工廠也產(chǎn)生了疑慮。
筆者有話說:
筆者就最近3年,特斯拉S\X持續(xù)發(fā)生的自燃、燃燒及爆炸事故,特斯拉3換裝松下21700型NCA電芯、上海工廠開工與建設(shè)周期、特斯拉美國電池工廠減產(chǎn)等相關(guān)情報綜合研判得出如下結(jié)論:
面對2013年的全球范圍電動汽車市場態(tài)勢,特斯拉S的優(yōu)勢顯著。然而這一技術(shù)優(yōu)勢的顯著,建立在先期完善的電池更換、儲能基站、超級充電站等配套服務(wù)前提。隨著中國新能源市場、本土品牌與合資品牌在新能源核心技術(shù)、整車制造及全產(chǎn)業(yè)鏈層面的飛速提升,特斯拉的技術(shù)優(yōu)勢持續(xù)退化。甚至,特斯拉開始承受越來越大,因起始設(shè)計使用的松下18650型電芯引發(fā)的諸多自燃、燃燒及爆炸等惡心事故帶來的市場與品牌的危機(jī)。
2013年的電動汽車市場,與2019年的電動汽車市場完全不同??蛻舻膶I(yè)度更高、可選擇的車型品牌和價位更寬泛。來自傳統(tǒng)車廠推出更具針對性競品車型越來越多。
其中!中國本土品牌前途K50超級電動汽車,幾乎與特斯拉S同時期開始研發(fā)。然而,前途花了3年時間,解決超級電動汽車電池安全性。通過研發(fā),第一個排除掉18650型電芯,隨后是方形電芯,最終在整車性能、續(xù)航里程、充電兼容性以及全壽命周期可靠性方面,確定了軟包電芯及標(biāo)準(zhǔn)化電池箱體技術(shù)規(guī)格。
特斯拉要想在2019年以后,應(yīng)對美系通用、德系BBA、中國本土的前途、吉利、比亞迪,甚至其他造車新勢力同類車型圍剿,以及減緩對以往爆炸事故的追責(zé)壓力,尤其18650型\21700型電芯的安全性沒有獲得質(zhì)的突破前提下,特斯拉停止使用松下(或其他品牌)18650型\21700型電芯,專用安全性更突出、性能保證較好的軟包電芯,將是最好、也是最無奈的選擇!












