45秒造车!抛弃稀土电机!特斯拉的疯狂你能懂吗?
2023-03-05 08:00:42 29
【EV视界报道】尽管马斯克总是时不时地大放厥词,但在这个星球上的人却没有一个敢去质疑他。所以,今天他又开始了新的表演
北京时间3月2日早上5点,2023特斯拉全球投资者大会正式拉开帷幕。单从名字上看,或许会认为这只不过是一个企业为投资人“画大饼”的盛会,可是,如果这是特斯拉的,那么这或许就是一张能让你吃到肚歪的大号至尊披萨饼。
此次大会的主题,钢铁侠马斯克揭晓特斯拉“秘密宏图”第三篇章——全面转向可持续能源。因为在马斯克的心里,除了现在的汽车行业,我们整个人类社会都要采用更为清洁的能源,并在2025年实现能源100%可持续化,也就是说不仅是我们,将来我们的子子孙孙和他们的后代也将享受清洁能源带来的福利。
特斯拉投资者日活动现场视频,如果您感兴趣可以驻足观看(视频总长4小时04分钟)。
10万亿美元 五步改造地球特斯拉认为,因为推动全球经济的能源,全球有超过80%来自化石燃料,而它们在使用过程中存在大量的浪费。
要知道,目前全球每年消耗 165PWh 当量的能源,但按照全流程来看,汽油只有 25% 的能量被真正利用了,如果可再生能源想要达到同样的生产力,全流程只需要 82PWh,也就是不到汽油主导的一半。
因此,所谓可持续发展就是要改变这种现状。而如果实现100%可持续化,必须要经过五个阶段:
1.首先用可再生能源为现有电网供电
2.全面向电动汽车转型
3.在家庭、企业、工业中推广热泵
4.用氢能源取代工业用热
5.用可持续燃料驱动飞机/船只
而这些加起来的预算目前是10万亿美元(约合人民币60万亿元)。
说真的,10万亿美元真不是一个小数目,就算是特斯拉也不一定能招架得住,所以这是一个要集合全人类共创的项目。确实,石油资源改变了人类文明的发展进程,但是取之有限的它终将有枯萎的一天,而那个时候的我们又该何去何从?
在马斯克看来,现如今人们在探寻清洁能源的开发时,总会忽视一些再生能源的开发建设,比如取之不尽的风能和太阳能,它们可以减少35%化石燃料的使用。况且放眼全球,也会有足够的地方来建设它们,毕竟它们的设备体积也不是很大,所以在沙漠、在海洋是都能够实现的。因此,电能将会是延续着可持续发展能源的重要一环。
从目前的发展前景来看,在电能的使用方面,以电动车为主的市场格局已经打开,并吸纳了全球千万名车主。而特斯拉的目标是实现年产2000万辆新车,因此来减少21%化石燃料的使用。不过马斯克觉得电能不但可以用在汽车之上,甚至在飞机运输、船只运输乃至火箭都可以用电能作为动力源。
等等,火箭如何要用作电能?按照马斯克的说法,在清洁能源使用上,人类可以使用二氧化碳来制造火箭的燃料——甲烷,而这一过程需要电能。同样,在火星上也可以生产甲烷,因此火箭也可以是电动的。
当然,作为一个纯电动车企业,除了能源考量外,在电池原材料上的问题也是必须面对的。众所周知,电池材料上的镍、钴、锰、锂等元素也如同石油一样,都是有限存在的。而马斯克认为,鉴于各类稀有金属在动力电池上的重要性,例如镍,全球应该及早推进其循环利用。
而关于锂资源问题,他重申了特斯拉之前关于锂资源的声明并强调,与目前消耗的化石燃料相比,向可持续经济过渡实际上需要更少的化石燃料。新能源电池生产的关键限制是提纯锂元素的产能,而不是勘探锂矿。
最后在这个环节,马斯克还针对热泵装置和氢能源做出了一些探讨。比如让热泵装置用在空调系统之中,让氢能用作工业发展之上等等。
但是,我认为这些或许不是此次盛会最大的亮点,真正能让本届全球投资者会“掐出”干货的,或许就是关于造车这方面了。
极致的新造车理念不知道您有没有看过汽车工厂的流水线,在一个轨道上,一辆车从白车身的空壳状态,通过每一个流水线上的工人一点一点地组装,就像是拼插乐高积木一样,最终成为了一台整车并流水下线。但这传承了将近百年的造车手法,到了特斯拉的面前,它就是一个愚蠢且过期的产物了。
这是在挑战造车的权威吗?不,特斯拉只是在改变这一流程,并且有着自己的解释。因为在特斯拉的眼中,造车就要一次性组装好,所以要达到这一前提,首先就得减少汽车零部件数量。
在传统的造车中,要先切割金属车皮,之后再冲压成为一个个结构件,再经过焊接、喷涂和组装之后,成为一台整车。但是,整个流程虽然看上去按部就班且非常线性。但是,假如在整个流水线中,某一条流水线遇到故障需要解决,那它将影响到整个流水线的进展并导致停工,这样的话所产生的损失是不可估量的。
而自特斯拉推出4680电池以后,这个格局就应该有所改变。就比如说车的底盘就应该是车的一部分,而电池就是底盘的一部分。之后在将座椅放在底盘上是最合理的方式,而这就是此前公布的CTC(电池底盘一体化)技术。
而特斯拉未来的车型会在生产时分为5个部分:
首先第一个部分是车头结构,将前机舱采用一体式压铸设计成型,之后再继续完成悬架、驱动电机和仪表台、中控台等部件的组装。
第二部分,就是将车辆的两边的侧面边框也采用一体式压铸成型,并等待组装。
第三部分,就是将车辆的电池底盘与座椅、中央扶手完成集成安装。特斯拉表示称,未来的座椅将直接安装在电池包的上部分,并且中央扶手箱的构建也会同时被组装在上。
就是车尾的构建也采用一体式压铸,并且将后排座椅、车辆后轴悬架以及后备箱等部件都集成安装上去。
第五部分也就是最后一部分,就是将车辆的四个车门和前备箱盖与后备箱盖完成安装。
所以我们梳理一下的话就会发现,这种造车组装方式就是将一套系统的组装工序分成了一组来完成,之后它们都会在主流水线的两侧同时运作,并且组装过程不再留到最后,而是根据两侧的工序先后依次组装,这套新颖的生产流程被特斯拉称之为「并行+串行组装」。
特别是在喷涂方面,特斯拉的新流水线将五个部分进行分别地喷涂,如此的话或许能缩减喷涂车间的面积,并且总装流水线也会得到缩减。
那么这套特斯拉新模式下的流水线能带来多少好处呢?在现场,特斯拉给出了这样的数据:操作密度相比 Model 3 提高了 44%,空间-时间的综合效率也提高了 30%。并且生产占地面积也能减小40%。同样的产能,工厂面积减小一半,制造成本也会大幅降低。 而这个代表了什么?以占地面积达86万平方米的特斯拉上海超级工厂为例,它的计划产能是每年75万台车。而如果采用了全新的流水线后,它的年产量就将提高到125万台。值得一提的是,在现场马斯克还官宣了特斯拉墨西哥超级工厂计划,用于生产“下一代”汽车。而墨西哥总统奥夫拉多尔近日表示,特斯拉将在墨西哥北部建设新的汽车组装厂,投资价值超过50亿美元,可以创造多达6000个工作岗位。 不过,这个技术虽然确实有着颠覆传统的造诣,但是有一些疑问也逐渐地显露出来。比如在车身用料方面,为了能够增强车辆的结构强度,一般来说在车身的A柱、B柱等部分都会采用超高强度钢作为支撑,而采用一体化压铸件的话,如果保证强度就需要使用高强度钢材,并且如何平衡之后的成本。 除了工艺方面的疑点外,另一个隐忧点就是一体化铸造车身难以估算的高维修成本。一般车辆发生撞击意外后,维修厂会依照每个零件的损伤程度评估是否更换。但如果所有零件都是一整块巨大铸造金属,又受撞击变形,该如何维修就是个问题。 不过,如果按照马斯克常说的第一性原理,根本问题不是解决如何维修,而是解决车祸发生的原因。如果所有车辆都有Level 5级完全自动驾驶能力,就不会有车祸,自然就不需要维修了。 除了制造工艺外,在现场特斯拉也分享了在线束、电机等方面的理念。 首先在线束方面,特斯拉自推出Model S开始就针对这一部分进行了研究,而之后在推出Model 3后,其车身上分布的线束就相比Model S少了17公斤。而特斯拉的做法就是减少了端点的设计,同时取消不必要的线束交叉设计,并加强域控制的使用。 而之后,特斯拉表示还将采用更快速、小延迟的无线传输来辅助信号传递,而它也会进一步的减小线束的使用需求,以此来减轻整体的重量,而该技术将会运用在特斯拉电动皮卡Cybertruck之上。 而在动力方面,特斯拉的电驱系统,将实现减重20%,减少25%稀有金属的使用,对比传统驱动系统体积缩小75%,而下一代平台动力将不再使用稀土材料,并减少75%碳化硅使用。最终这套电驱的总成本,相比前代减少了约 1000美元,约合6869元。 在这里我突然有一个疑问,稀土材料主要运用在驱动电机的永磁体上面,而它的价格成本也占据了整个电驱系统的27%。而采用了无稀土方案虽然可以降低这一成本,但是目前能够替代拥有如此强劲磁力的材料,或许还处在理论阶段。而在碳化硅上,该技术的运用最开始就是由特斯拉来引领的,可是今天特斯拉宣称要减少对它的依赖,实在是让人摸不到头脑。或许是另找“新欢”了也说不定。 我们言归正传。 之后,在现在电动车型绕不开的电子电气架构上,特斯拉已经在Model S的时代就开始了自研整车控制器的工作,其中Model Y的自研率是 61%,而Cybertruck的自研率则达到了81%。因此在未来,特斯拉要将整个整车控制器的自研率直接封顶,达到100%自研。 不仅如此,Cybertruck、Optimus以及下一代新车,也会将整车低压电路从 12V 全部升级到48V。由于 48V 电力系统比12V电力系统所需的电流减少了4倍,而线束的功率损耗是电阻乘以电流的平方,所以这个系统可以相较于12V系统节省16倍的功率损失。因此这就能减小车上低压系统的尺寸和线束数量,以此来降低成本。 由此可见,下一代的特斯拉车型,将会在系统的整合效率上进一步提高,而换来的或许将是新车价格的下探。不过,我们仍然无法怀疑特斯拉对待新技术的执行能力,但是在高效率之下的良品率如何把控,才是最尤为关键的,而这也是摆在特斯拉面前最大的障碍,我们还是小期待一下吧。 宏伟蓝图新篇章
是的,你没有看错,这个在以前只能在电影中看到的场面居然让特斯拉实现了。因为特斯拉认为,汽车就是放在轮子上的机器人,因此在开发人形机器人的时候非常得心应手。其中自动驾驶技术可以直接复用,并且特斯拉也擅长制造研发,可以自己设计和制造一些零部件。目前特斯拉的人形机器人已经迭代了多次,未来这一产品可以在更多场景发挥作用。按照特斯拉的规划,未来人与机器人的比例将会大于1:1。 而这一场景,或许只是时间问题了。 最后,在谈到充电桩的部署上,特斯拉实现了全行业最低级别的成本,相较其他解决方案低20%-70%。不仅如此,特斯拉还通过卡车将相应设施运到现场后直接吊装,节省了约15%部署成本。 特斯拉还积极与其他电动车和充电设施厂商实现数据互通,平衡充电桩的使用,让全行业的充电桩利用率提升了30%,也让特斯拉在过去几年中将每度电的成本降低40%,并降低了一半的用户等待时间。 除此之外,还可以发展分布式储能,让车也成为储能的一部分。按照特斯拉方面的计算,将车并入电网的话,每个月可产生140美元(约合人民币964元)收益。 还有就是,发布会上特斯拉正式推出了 Tesla Electric Rollout Plan,这是基于 Powerwall 和特斯拉汽车的家庭用电一体方案。 从 7 月开始,用户可以在特斯拉拥有电力牌照的得州,购买 30 美元/月(206 元)的不限量汽车家充服务——通过 Powerwall ,特斯拉汽车、电网和用户连成了一。不过可以看出该服务还只限于美国本土,未来是否会在别的国家实行还是个未知数。
据统计,特斯拉在2022年共提供了9TWh电量,每周提供多达150万次超级充电,超级充电站近99.9%时间都能保证正常运行。而未来第四代超充桩的开发正在进行中,将在欧洲率先进行安装、提供更长的充电线缆。 不仅如此,特斯拉储能业务和太阳能业务也已受到更广泛的消费者认可。特斯拉目前正在积极建设Megapack产品,已经升级到了第六代,并且还在全球50国家部署了16GWh的产品,进度非常迅速。而这一产品的能量密度也非常喜人,将会成为下一代电厂,逐步淘汰化石能源。 写在最后
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