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特斯拉引领产业革命的王牌:4680电芯+一体化压铸

日期: 2022-05-12 18:10
作者: 王瀟

近日,特斯拉CEO马斯克在一场活动中公开表示,“近期特斯拉并无在中国新增第二座工厂的计划,但将对上海超级工厂进行扩产。”尽管该言论打破了此前市场关于上海建设第二工厂的传闻,但是上海工厂扩产基本属实。如果说产能扩张并不能体现特斯拉的行业引领作用,那么在汽车生产技术方面的突破,可以充分体现出特斯拉的行业地位,特別是4680电芯和一体化压铸技术的应用。当然,以自动驾驶为代表的智慧驾驶软硬体也是特斯拉的核心竞争力。

左手抓产能提升,现有工厂扩产+建设新的工厂

资料显示,2022年第一季度,特斯拉生产汽车30.54万辆,交付量为31万辆,不仅汽车交付量再创新高,而且交付量高于产量。值得一提的是,一季度特斯拉全球汽车平均库存週期由2021年同期的8天缩短至3天。

尽管如此,特斯拉2022年第一季度汽车交付量环比并没有高出多少。这意味着,特斯拉产能瓶颈已经较为明显。实际情况确实如此,特斯拉官网资讯显示,特斯拉Model3和ModelY目前的交付週期分別是16~24周和10~20周。

特斯拉曾在2022年第一季度业绩交流会上明确表示,2022年的主要目标是提升产能。对比来看,在比亚迪(01211.HK)和造车新势力为代表的国內新能源汽车厂商力推新款车型的背景下,全球新能源汽车龙头特斯拉(TSLA.US)并无计划在年內推出新款车型,而是全力提升现有产能,保障现有车型尽快交付。道理很简单,在现有车型供不应求的背景下,特斯拉急需解决的是如何保障订单交付,也就是如何提升产能、提高效率。

如何尽快满足持续增长的客户订单需求?提升产能和提高效率无疑是最好的选择。

产能提升方面,近两年特斯拉已经在全力解决产能问题。目前,美国加州弗里蒙特工厂和上海超级工厂是特斯拉主力产线,作为特斯拉现有产能的核心,特斯拉上海工厂产能扩张的可能性极大。结合上文提到的上海工厂扩产资讯,市场预计产能将新增45万辆,年产能提升至100万辆,届时有望成为“全球最大的汽车出口中心”。马斯克表示,长期中国市场预计将占特斯拉全球产能的25%至30%左右。

此外,欧洲的柏林-勃兰登堡已于2022年3月开始Gigafactory的生产,并使用带有2170电池的非结构电池组,预期今年GigafactoryTexas将能够同时使用4680电池的结构元件以及带有2170电池的非结构元件两种结构包生产ModelY。位于美国德克萨斯州的奥斯丁的新工厂4月开始交付ModelY,并且在CyberRodeo开幕式上交付了第一批配备4680单件式前车身铸件和结构电池组的车辆。

右手抓效率提升,4680电芯+一体化压铸

马斯克曾在特斯拉得州工厂的开幕日活动上表示,2021年特斯拉生产了约100万台车,占世界汽车总产量的1%左右,未来争取特斯拉的产能达到全球汽车产量的20%。

为了实现这个远大目标,特斯拉必须在提高产能的同时,进一步提升生产效率,其中生产动力电池的效率和生产汽车零部件的效率尤为重要。

电池是电动汽车的“心脏”,不仅直接影响电动车的效率,而且决定了电动车的成本。2020年9月22日,马斯克在特斯拉电池日上发布了第三代4680电芯,采用了无极耳、新型硅材料、无鈷技术4680在电池容量、能量、续航里程、功率和成本方面均进行优化提升。

在效率方面,第三代电芯具有更大的优势。2170作为特斯拉的第二代电芯,能量比第一代1865提升了50%;4680相比2170的能量提升5倍、续航里程提升16%、功率提升6倍、在电池组层面每千瓦时成本降低14%。

2022年2月19日,特斯拉在社交媒体上宣布1月份已生产出第100万块4680电池。特斯拉的行业引领作用毋庸置疑,目前已有多家厂商宣布布局4680生产。据悉,松下计划2022H1在日本开始试生产4680电池2023年进行量产;LG将在韩国梧仓工厂扩建4680电池产能计划20222023年量产;三星SDI计划2024年实现量产;以色列公司Storedot2021年宣布成功生产出第一款4680电池计划2024年实现量产。

特斯拉另一项引领行业发展的工艺是一体化压铸。一体化压铸是指通过大吨位压铸机,将多个单独、分散的铝合金零部件高度集成,再一次成型压铸为1-2个大型铝铸件,从而替代多个零部件先冲压再焊接在一起的方式。一体化压铸技术,是车身和底盘进一步高度集成的基础。

2019年7月,特斯拉发布新专利,计划压铸成型大型的一体式结构零件;2021年7月,特斯拉申请了“集成吸能铸件”专利;2020年9月的电池日上,特斯拉宣布ModelY将采用一体式压铸后地板总成,将原来通过零部件冲压、焊接的总成一次压铸成型,相比原来可减少79个部件,製造成本因此下降40%。特斯拉介绍,一体化压铸利用3个大型压铸件(车身前底板+CTC电池包上盖与车身中地板+车身后底板)替换由370个零件组成的整个下车体总成,实现整体减重10%,续航增加14%。

2022年4月开始交付ModelY的得州超级工厂将采用一体化压铸工艺,该工艺使车身生产时间只需45秒,应用于ModelY车身前后底板生产过程中,大量减少焊接等环节,将多个焊接件减少为1个。此外,该方案可将前后地板零部件数量从171个减少至2个焊接点数量减少超1600个。

目前,一体化压铸零部件开始被广泛应用,例如蔚来与文灿合作ET5一体化压铸车身后地板;小鹏汽车携手广东鸿图布局一体化压铸;高合汽车与拓普合作一体化超大压铸车身后舱……

特斯拉在新能源汽车行业的地位,就像苹果在智慧手机行业的地位,其一举一动都会直接影响到行业的发展。从市场渗透率的角度来讲,新能源汽车发展空间依然巨大,因此留给特斯拉发挥的空间也足够广阔,特斯拉也有望为引领行业新一轮发展。

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