特斯拉的「黑科技」:4680電芯、CTC技術和一體化壓鑄技術

fans news 發佈 2021-11-21T01:04:05+00:00

在2020年9月22日特斯拉電池日上,馬斯克表示,可持續能源未來將由三個部分組成,分別是:可持續能源生產,儲能和電動汽車。

在2020年9月22日特斯拉電池日上,馬斯克表示,可持續能源未來將由三個部分組成,分別是:可持續能源生產,儲能和電動汽車。

為了加速向可持續能源過渡,需要生產更多價格實惠的電動汽車、儲能以及以更少的投資建設更多的電池工廠。

改善電動車成本曲線,生產更多價格實惠的電動汽車,才能進一步實現向可持續能源的過渡。

天風證券汽車行業首席分析師於特從特斯拉的電芯設計、電芯工廠、陽極材料、陰極材料、整車整合這五大提升措施進行了優勢分析。

一、4680電芯:從第二代2170電芯到第三代4680電芯

4680電芯採用其直徑和高度來命名,前兩位代表直徑,46mm;後兩位代表高度,80mm。

相比起前一代2170電芯,4680電芯的能量提升5倍、續航里程提升16%、功率提升6倍、在電池組層面每千瓦時成本降低14%。

而且,4680電芯採用無極耳技術,簡化了電池生產過程中的繞制和塗料流程,提高導電面積,從而降低電芯內阻,提高電流。更低的內阻可以限制電池發熱;更大的電流可以提升充電速度,4680電芯的充電速度可媲美2170電芯。

陽極方面,使用原始的矽作為陽極材料,不對矽本身進行加工,而是通過電極設計和塗層設計入手。並且在此方法下,相同的矽材料可生產的電池數量將大幅提升。在電池組層面,陽極每千瓦時成本降低5%,成本降至1.2$/KWh,車輛的續航里程增加20%。

陰極方面,採用無鈷化的 「高鎳陰極」,每千瓦時成本降低15%。

天風證券於特認為4680電芯有可能以標準化產品的形式推進應用,並可能憑藉快充能力優於方殼電芯的特點,影響動力電池的未來格局。

二、CTC技術:物理層面的架構創新

CTC技術(Cell to Chassis),即取消Pack設計,直接將電芯或模組安裝在車身上。

有助於將車輛的結構平台進一步單元化,從而進一步降低製造成本。馬斯克曾表示,採用了CTC技術後,配合一體化壓鑄技術,可以節省370個零部件,為車身減重10%,將每千瓦時的電池成本降低7%。

寧德時代計劃在2025年實現集成化CTC,2030年實現智能化CTC。根據寧德時代董事長曾毓群介紹,寧德時代的集成化CTC技術不僅會重新布置電池,還會納入包括電機、電控、DC/DC、OBC等動力部件;智能化CTC技術將進一步通過智能化動力域控制器優化動力分配和降低能耗。

天風證券認為,CTC方案是未來電動汽車電池成組技術的重要發展方向。隨著電動汽車對於便捷性、輕量化的要求提升,CTC將逐漸成為技術研發和應用的重要方向。

三、一體化壓鑄的優勢:減少部件、減輕重量、降低成本

特斯拉宣布Model Y將採用一體式壓鑄後地板總成,將原來通過零部件衝壓、焊接的總成一次壓鑄成型,相比原來可減少79個部件,製造成本因此下降40%。

特斯拉的一體化壓鑄機Giga Press,所使用的鋁合金材料是特斯拉為改進生產工藝的獨家配方,是一種不需要塗層和熱處理的高強度合金。

天風證券認為,未來可能實現白車身一次壓鑄成型,從而完全取消組裝生產線。這將有望完全取消原有的組裝生產線,並很大程度地降低車身製造成本(包括但不限於工廠運營成本、工具成本、時間成本、人工及其他設備成本)。

原文作者:天風證券於特團隊,來源:風口汽車,原文標題:《天風汽車【專題】特斯拉引領新技術系列一:4680電芯、CTC技術和一體化壓鑄技術》

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