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特斯拉命脉:Gigafactory走过的这几年

本文作者:张伟 2017-01-12 16:27
导语:但作为未来特斯拉电动汽车命脉的Gigafactory,如何保证那40万台Model 3不再跳票,显然是当务之急。

特斯拉命脉:Gigafactory走过的这几年

特斯拉位于内华达州里诺的Gigafactory

当我们谈及电动汽车时,电池是不可回避的话题。特斯拉显然深谙此理,这家电动汽车明星公司早在2014年便开启了自建电池工厂的计划。

这座被命名为“Gigafactory”的超级电池工厂,不但常常被特斯拉CEO Elon Musk挂在嘴边,在雷锋网看来,也几近成为特斯拉电动汽车的命脉。

2017年伊始,Gigafactory便迎来好消息——新一代的“2170”锂离子电池正式在此地开始批量生产。这枚电池直径为21mm、高度70mm,相较于此前特斯拉使用在Model S/X上的“18650”型号电池更细长,同样是联合日本松下电子研制。

特斯拉命脉:Gigafactory走过的这几年

特斯拉“2170”新一代锂离子电池

Musk也难掩激动之情,他表示,“这将会是全世界最高密度而且最便宜的电池。”但目前没有更多细节来证实这一论断。

这枚电池将会率先使用在特斯拉于2015年发布的电力储存产品Powerwall以及Powerpack上,前者是家用电池,后者是商用电池包,目前皆已经更新到第二代。

“2170”电池最引人关注的,还是其将会使用在特斯拉新车Model 3的电池包中,这一批量产已经确认将在今年二季度开始。而这辆车目前的预定量已经超过40万台,是否能如期交付,还要看这枚电池在Gigafactory的生产情况。不过,消费者已经习惯了Model 3的跳票。

在“2170”电池宣布量产之后,特斯拉又于上周在美国内华达州召开投资者会议,公布了Gigafactory的更多细节,同时还包括建设世界上最大的太阳能发电场计划。

实际上,Gigafactory不仅制造电池,就连支撑该工厂运转的也必须是电力,而不是其他化石燃料。太阳能发电场便是支撑这一愿景的基础。

特斯拉计划在屋顶安装70兆瓦(MW)的太阳能电池阵列,其规模将是世界第二大屋顶太阳能电场的7倍——美国最大的太阳能发电中心位于加州佩里斯地区惠尔普集团的区域性存储中心,只有10兆瓦;还有一个稍大一点的在印度,11.5兆瓦。

此外,太阳能发电场计划中还包含地面(区别于屋顶)太阳能发电装置。

全电气化的Gigafactory自身运转的效率也将更高。在没有二氧化碳排放的情况下,生产过程中产生的废热将用于建筑供热;Gigafactory采用闭环水供应系统(含六大处理系统),可高效循环150万公升水,削减80%的新鲜水的使用。

不仅如此,Gigafactory还建立了现场回收电池再处理的工厂(地下),对特斯拉目前使用的电池单元进行回收处理,以便再利用。毕竟特斯拉的Model S、Roadster上路已经好几年,电池会面临能效衰减,那么回收、再利用能更好地减少污染并节省成本。

特斯拉命脉:Gigafactory走过的这几年

Gigafactory电芯生产流程及产品介绍

同时,特斯拉还向投资人介绍了电芯的量产过程,一家德国公司已经搬进了工厂,开始生产电芯。有趣的是,特斯拉在给投资人的资料中没有提及Model 3的电池包,所以无从知晓他们看到了什么,但这一次可能是特斯拉首次对外展示即将到来的Model 3电池包。

特斯拉命脉:Gigafactory走过的这几年

Model 3电池包素描

特斯拉计划在2018年具备35吉瓦时(GWh)的电芯生产能力以及50吉瓦时的电池包生产能力,2020年全供应链产能预计翻3倍。

特斯拉也解释了他们将如何通过压缩每吉瓦时的成本来实现增长:

  • 增加生产设施的密度,提升产能;

  • 内部设计,进行模式输出;

  • 合理安排设备的设计、布局和安装;

  • 创新底层架构,减少土地、基础设施、材料和劳动力的花费。

同时,也致力于减少电芯和电池包的生产成本:

  • 集中生产,减少关税及相关资源的投入,比如原材料、组件、能源及水;

  • 重新构建供应链,有效提高产能,缩减组件需求,此外还能减少运输花费;

  • 优化电芯设计以增加其能量密度,最佳化电芯尺寸;

  • 优化模组和电池包的设计,提升每份电池包的能量密度;

  • 提到自动化水平以及流程化设计来提升产量,减少废弃率,提高稳定性;

  • 减少每GWh的资本投入,降低折旧成本。

但需要明晰的是,Gigafactory到目前为止完工的比例不超过三分之一,一边施工、一边生产的状态应该还要维持很长一段时间。

2014年9月,Gigafactory在美国公开选址招标,这个价值50亿美元的工厂被美国五个州争抢,最终内华达州拿下了标的,还为特斯拉提供未来20年合计12.5亿美元的税收减免,远超预期,最终定址里诺(Reno),占地1500万平方英尺。

如前所述,Gigafactory的目标就是生产低成本电池——特斯拉觉得至少可以减少三分之一,用于电动汽车,推动整个市场的繁荣。Musk要在2018 年之前实现年产50万台电动汽车的雄心背后,需要Gigafactory源源不断的电池供应。实际上,2016年全年,特斯拉总共交付76230台车,略低于80000台的目标,但相比2015年的50580台,增加了50.7%。

特斯拉命脉:Gigafactory走过的这几年

Model 3

雷锋网了解到,自动工开始,Gigafactory就处于保密状态,只有为数不多的人能进到工厂腹地了解详情。

两年后的2016年5月,Gigafactory的建设现场是一派繁忙景象,空地上排满了分包商的工人、卡车和叉车。工厂仍部分在建,建设进度约为14%,内部空间仍有90%处在建设之中。

有媒体报道,为了迎接2个多月后的开业典礼,这里将会发生翻天覆地的变化,内部的房间会完工用来存放原料,顶层屋顶将全部覆盖倾斜固定的太阳能面板。完全完工的建筑结构总占地面积580万平方英尺,大约有100个标准足球场大。而室内面积至少为占地面积两倍,部分区域会有四层楼高。特斯拉还买下了工厂周边土地以应付未来可能的扩建需要。

尽管电池厂还在建设之中,但是工厂已经在生产电池(前文提及的Powerwall 2和Powerpack 2),这些电池用于公共设施、企业、业主。

7月29日,神秘的Gigafactory开业典礼正式举行,特斯拉专门邀请了车主和贵宾前去参观交流,Elon Musk也如约出席了仪式。

一位亲历了仪式的特斯拉车主向雷锋网(公众号:雷锋网)介绍,从特斯拉随行人员的讲解中,可以知道Gigafactory只生产电池,目前Gigafactory只有10%投产,95%的产能做的是Powerwall和Powerpack。目前,他们的产量远跟不上订单,市场需求高到连他们内部都吃惊。

此外,这位亲历者还见到了特斯拉的全新锂离子电池“2170”,不过那个时候还没有量产。

后来的故事已无需赘述,Gigafactory对于特斯拉的重要性亦毋庸多言。而且,其意义绝不限于服务电动汽车,推广可再生清洁能源才是Gigafactory最有价值的部分,而这也是Musk的野心,特斯拉最终收购SolarCity或许更能证明这一点。

当然,在社会意义上,特斯拉官方预计,Gigafactory最终雇佣员工数量会达到1万名,并为周边地区创造2万到3万个就业岗位,价值不言自明。

未来,特斯拉还将在其他国家或地区建设类似Gigafactory的工厂,也不排除会来到中国。去年11月,特斯拉计划在欧洲建厂,而法国和芬兰的两座城市还为选址之事撕了起来……

但作为未来特斯拉电动汽车命脉的Gigafactory,如何保证那40万台Model 3不再跳票,才是当务之急。

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