一季度電動汽車最讓人期待的技術創新,肯定是4680 電芯+CTC 一體底盤。
自從馬斯克在 2021 Q4 財報會議上表示,搭載 4680 電芯的 Model Y 「很有可能」將在 Q1 順利下線,全世界的期待值都被拉滿了。
自從 2021 年以來,動力電池原料價格遭遇多次漲價。根據《華夏時報》的報道,部分碳酸鋰企業甚至開啟了時價交易,也就是按照取貨當天現價成交。
當動力電池原料遇上暫時的供需矛盾,進一步降低電動汽車生產/使用成本的重任,更多程度上需要結構優化路線來承擔,比如即將席卷全球的 4680 電芯、CTC。
今天,推特上一位特斯拉研究者@Troy teslike 爆出了 2022 年-2024 年,特斯拉 4680 電芯的性能規劃:
2022 年量產的第一代 4680 電芯單顆容量 98Wh;
2023 年量產第二代,單顆容量 108Wh;
2024 年會來到第三代,單顆容量 118Wh
按照 4680 和 21700 電池的體積和重量換算,Troy 預測稱,到 2024 年,特斯拉 4680 電芯可以實現 12.39% 的體積能量密度提升,以及 18.67% 的重量能量密度提升。
回到 2020 年 9 月 23 號的特斯拉電池日,馬斯克在 PPT 上面分享的數據,是僅僅 4680 電芯一項新技術,就有可能實現 16% 的續航增長。
一年半之后,馬斯克的 flag 是不是即將成為現實?4680 電芯到底有什么「魔力」,等等黨又應不應該等待新電芯的上市?
今天我們快速聊幾個熱點話題。
一、更好的在 2024?
1. 為什么是 2024?
詳細看 Troy 的分析之前,先說明一下本文引用的數據絕大部分來自美國產的特斯拉車型,因此細節處會和國產車型有區別。
按照 Troy 的爆料,2022 年-2024 年,特斯拉 4680 電芯將保持每年接近 10% 的單電芯容量提升。
這是什么概念?
我們引用一下 EPA 美國能源署對 2021 款美產 Model Y 性能版的檢測報告,其中第 9 頁如下圖所示:
最后一行「Manufacturer Test Comments 制造測試意見」中注明,這款 Model Y 的可用電池 SOC 容量為 81052Wh,約合 81KWh。
Model 3/Y 預留 2.3kWh 電量,換算下來電池包總容量為 83.3kWh,除以 4416 個 21700 電芯,Troy 最終表示目前單顆 21700 電芯的容量是 18.875Wh。
18.875Wh 已經是 21700 電池的天花板了。我們找來了一份 2016 年 8 月 LG 化學的 21700 電芯產品文檔,里面提到的單體容量,也已經達到了 18.2Wh。
看似 4680 電池的容量更大,但實際上第一代 4680 電池還沒有 21700 那么成熟。
為什么?因為兩個關鍵數據上,21700 電池目前并不輸 4680 電池。
假設 Troy 的預測屬實,今年的 4680 電芯容量為 98Wh,那么它的體積能量密度大概是 737wh/L,略低于現款 21700 電池的 778wh/L。
不過憑借無極耳等一系列設計,今年 4680 電芯的重量能量密度可以達到 276Wh/kg,輕微高于 2021 年的 21700 電池。
結合 CTC 一體式底盤,我們依然有理由相信今年的 4680 版 Model Y,可以實現一定程度的續航提升。
回到電池日發布會,馬斯克在結束時說了句「這一切需要 1-3 年來實現」。
這一切是什么?是 4680 電池和 CTC 技術同時成熟之后,特斯拉車型可以在沒有改變電化學體系的基礎上,分別貢獻 16%(4680電池)、14%(底盤工程優化)的總續航提升。
馬斯克沒有說兩者是否可以疊加,但保守推論下,這兩項改進合計帶來的續航提升應該在 15% 以上。
這還不包括新型硅負極材料、正極進一步去鈷等技術帶來的續航增長。
2020 年底往后數三年,正好 2024。
2. 除了續航,還有 Supercharge
CTC 的更多消息我們還在期待,先來說電池。
根據爆料,特斯拉可以在電芯容量層面維持年均 10% 的進步幅度。到了 2024 年,僅在電芯層面,4680 電池就將全面領先 21700 電池,無論是體積密度還是重量密度。
而除了容量,4680 電池還將帶來另一個關鍵參數的飛躍——充電功率。
4680電池使用了無極耳設計。這里的無極耳并不是完全取消極耳,而是將極耳移到電芯側面,從而實現降低內阻、提升體積利用率等目標。
馬斯克在發布會上表示,4680 電芯的充放電功率是 21700 電芯的 6 倍——4680 也因此被不少聲音視為 Supercharger V4 的關鍵載體。
峰值 256kW 的技術指標依然處于業界頂尖水平,不過 Supercharger V3 已經是 2019 年 3 月 7 日發布,3 年前的「老」技術了。
去年 7 月份,馬斯克就在推特上表示,Supercharger 的峰值功率未來將從 250kW 升級到 300kW。到了今年,有關 Supercharger 的功率爆料已經達到了 324kW。
4680 電芯的極耳設計帶來了更短的電流路徑(發布會上說的是僅為 21700 的 1/6),也就是同等充電功率下發熱更低、同等發熱下可承受的充電功率更高。
前不久,YouTube 網友公布的最新得州工廠視頻顯示,有一批 Model Y 正在工廠外的空地集體充電。不少網友認為,這是 4680 電池+Supercharger V4 的內部測試。
簡單總結下目前的信息,到 2024 年為止,4680 電池都將處于明顯的性能增長期。
換句話說,未來每一次特斯拉車型小改款,進步都將是可明顯感知的——等等黨永遠不虧。
二、4680 電池的成長之路
前面一段給大家總結了 4680 帶來的體驗升級,那么,代價是什么呢?
時間。
上個周末,特斯拉官方推特放了一張照片,配文是「慶祝我們 1 月份制造的第 100 萬個 4680 電芯」。
100 萬個 4680 電芯大概是什么概念?按照此前展示過的 40x24 CTC 底盤換算,每輛 Model Y 要消耗 960 個 4680 電芯,100 萬個就算全部能用,也就是 1041 輛 Model Y,不夠塞牙縫的。
而且前提是「全部能用」。
前不久 Tesla Motors Club 論壇流出來一張圖片,Fremont 工廠的4680 電芯生產良率。
很抱歉這張圖片實在是太糊了,網友表示圖片源自 TA 一位在特斯拉工廠工作的好友。
根據這張圖片,2022 年 1 月 22 日當天,Fremont 工廠的 4680 電芯總良率僅為 92%,而 21700 電芯的業界良率早已達到了 99%。
從圖片中我們還能發現,當天一共有 6249 顆可用電芯產出,564 顆「廢品」。
另外,目前 Fremont 工廠內不同產線的 4680 電芯良率也不盡相同,比如某些產線 1 月 22 日的生產良率已經達到了 97%,而某些依然停留在 79%。
至于圖片中那條良率僅為 18% 的產線,更像是用來訓練員工的,并不會參與實際生產。
4680 目前還在襁褓階段,那么我們需要它成長到什么地步?
2021 年,特斯拉全年一共交付了超過 30 萬輛 Model Y。按照馬斯克的預計,今年特斯拉依然會實現 50% 以上的增長,也就是說 Model Y 起碼要交付 45 萬輛。
當然 2022 年的 45 萬輛并非全部都是 4680 電芯車型,但如果想要把這樣規模的交付量全部替換為新電芯,特斯拉需要每天慶祝一次第 100 萬顆 4680 電芯下線——而且是全年無休的狀態。
因此,4680 目前還不能只靠 Fremont 一家工廠生產,或者說,不能靠特斯拉自己生產。
不過,綜合多方信源之后,目前 LG 和 SDI 的 4680 電芯良率還處于 90% 以下的狀態。即使是最樂觀的預測,其他電池公司的 4680 電芯也要到 2023 年 Q1 才能交付。
三、等等黨永不言敗
完整看下來,本文像是防剁手指南。
打開特斯拉官網,Model Y 雙電機長續航版的 CLTC 續航已經達到了 660 公里,單電機版本也有 545 公里。除非希望夢回 27.6 萬,否則目前的特斯拉已經夠用了。
事實上 2022 年的主流電動車,早已擺脫了前幾年的刻板印象,伴隨著充電設施的完善,除了國慶和春運,已經越來越難造成「里程焦慮」。
回到今天文章的主角,有可能在本季度開啟交付的 4680+CTC Model Y。結合目前 4680 電池的良率、產能、國產規劃,它更像是 2023 款的預告,并不會對今年想買 Model Y 的你產生太大影響。
與其說是防剁手,不如說這篇文章代表著未來很長一段時間的常態。每一個季度,智能電動汽車都會有新技術落地,你方唱罷我登場。
等等黨永不言敗,剁手黨享受現在。
來源:第一電動網
作者:電動星球News蟹老板
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