導讀
Reading guide
自2019 Q3以來特斯拉已連續12個季度取得正向凈利潤,2022 H1實現歸母凈利潤55.77億美元,超過2021年全年水平。Model 3和Model Y的全球交付量增加大幅改善現金流水平,截至2022 Q2末,特斯拉現金和現金等價物累計達到183億美元。公司在手訂單持續維持高位,截至2022年7月27日,特斯拉訂單積壓達到50.4萬輛,車主平均提車等待時間達到4.09個月,其中上海工廠積壓訂單達24.4萬輛。
技術創新都是特斯拉持續降本提效、創造高毛利水平的關鍵因素之一。特斯拉在熱管理、電機控制、電機、電子電氣架構和智能駕駛方案上實現技術全線自研,掌握進化迭代的主動權。特斯拉在新款Model Y上實現了4680電池、CTC方案和一體壓鑄技術三大黑科技,進一步實現降本增效。預計若4680技術及一體壓鑄技術全面部署,可為整車再次降本近20%。
下面我們就來看看關于這個神奇的4680電池,以及它與比亞迪刀片電池的不同。
01
特斯拉及4680電池
4680電池以尺寸命名,是直徑46mm、高度80mm的圓柱體。根據特斯拉官方透露的數據,4680電池的能量密度是特斯拉現有2170電池的五倍,能夠在整車續航方面帶來16%的提升。
最近國外sandy老爺子拆解了一個4680電池包,讓大家清晰的看得到了4680電池包的結構。
拆開電池包的上蓋,上面是一層柔性蓋板,蜂窩網格狀的結構,集成了電壓采樣和溫度傳感器的線束。
柔性蓋板下面,是把電芯連接成串并聯的線束(B站UP主“綠芯頻道”稱其為匯流排,也有人稱其為集流體),用激光焊接呈現樹杈形狀。這個設計和5680電池的無極耳設計相關,無極耳設計意味著極柱以下的表面殼體都是負極。
第三層是電芯本身,被3塊隔板分成了四個block,根據已經拆出來的第一個block和“綠芯頻道”的測算,4682采用的9并聯9串聯的結構(現在2170的方案是96串聯46并聯),一共包含了828個電芯。在散熱上,采用的蛇形冷卻板,冷卻板在兩排電芯的中間縫隙穿過,貼附著電芯的柱面進行冷卻。
再往下是一層云母片和蜂窩狀的ABS塑料支架,分別起到熱失控防護和穩固結構的作用;整體充斥其中的是聚氨酯泡沫,黏性很高,使整個電池包達到一個空前的強度。
圖源:B站UP主綠芯頻道
據說4680電池在拆解的過程中特別費時費力,如果是實際使用過程中,828個電芯或者1656個焊點中任何一個地方出現問題,要進行拆解維修,難度可想而知。
所以外界都在說,4680電池組幾乎不可維修,維修涉及到除膠、重新灌膠、密封防水測試等復雜工序,時間成本上非常劃不來,換個角度,特斯拉的CTC方案也在倒逼電池產業升級,如果沒有一個可靠的、經得起時間考驗的電池供應商,車企也不敢輕易嘗試CTC技術。
02
比亞迪及刀片電池
2020年以前,很多動力電池廠商為了追求高能量密度而大力推廣811(NCM配比)三元電池,一時間三元電池大行其道,不過由于三元811的熱失控溫度為205℃—210℃,穩定性相比磷酸鐵鋰電池(熱失控溫度在500℃以上)來說差了很多。為了電動汽車的安全,2020年3月,比亞迪在深圳發布了刀片電池。
比亞迪的刀片電池是一種長電芯方案(基于方形鋁殼來做的電池),通過對電芯的厚度減薄,并增大電芯的長度,將電芯進行扁長化設計并且予以減薄設計。與傳統的技術電池系統相比,采用刀片電池的電池系統零部件數量減少40%以上,比能量密度雖然只提升了9%,但VCTP體積能量密度可增加50%以上,成本可下降30%以上。
制造工藝方面,而刀片電池采用先進的高速疊片工藝,將正負極極片、隔膜裁成規定尺寸的大小,隨后將正極極片、隔膜、負極極片疊合成小電芯單體,再將小電芯單體疊放并聯組成大電芯,然后裝配蓋板、側板、隔圈etc和套殼形成單個刀片電池電芯。相比于卷繞工藝,疊片工藝制造出來的電池有著更好的循環特性和安全特性,也就說壽命更長、安全更好。
03
4680 vs 刀片電池
今年6月的時候,已經有B站up主“不說話的白菜”對特斯拉4680電池和比亞迪的刀片電池做了講解,那時候sandy的拆解還沒完成,有的依據可能有所出入,不過大體上差不多,咱們也不多說,直接上圖。
無論是4680電池還是刀片電池,都是動力電池企業在電池材料、結構、集成上的不斷創新和嘗試,新能源汽車產業的發展離不開這些企業的不斷探索,同樣的,這些進步也在不斷倒逼動力電池產業鏈各環節制造企業不斷進步。2022年,2022年世界新能源乘用車走勢較強,1-6月達到421萬輛,同比增長71%,其中中國新能源乘用車占比世界新能源59%,面臨巨大的機會。
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