100% електромобілі мають новий зірковий компонент в акумуляторі, який визначатиме майбутнє автовиробників. Якщо акумулятор хороший, добре спроектований, а його виробнича вартість та ціна помірні, це виробник автомобілів буде впевнений у майбутньому. Якщо акумулятор поганий, погано розроблений або ціна непомірна, виробник буде приречений зникнути.
З моменту ескалації виробництва 100% електромобілів такі виробники, як Tesla, які були першопрохідцями в цьому секторі, робили ставку на питання акумуляторів з дуже важливими рішеннями, яких інші виробники не дотримувались. У цій статті я збираюся показати, в чому полягають ці відмінності Тесла проти традиційних виробників пов'язані з виробниками електромобілів, і як ці відмінності ставлять Tesla на чолі нової галузі, яку решта не знає, як керувати.
Відмінності між Tesla та традиційними виробниками
1. Електрична ексклюзивність
Перша велика різниця між компанією, як Tesla, і традиційним виробником полягає в тому, що Tesla виробляє лише 100% електромобілів; Він не робить жодної моделі згоряння або гібриду. Решта виробників, як очевидно, для того, щоб зберегти свій поточний бізнес і одночасно перейти до електричної моделі, вони повинні зробити обидва автомобілі одного типу, а інший співіснувати у своєму асортименті.
Це має великі наслідки. Традиційний виробник не може розпочати великі інвестиції в електроенергетику, не чекаючи, поки постраждає решта виробництва їх теплових автомобілів, тому врешті-решт вони опиняються конкуруючими проти себе, чим більше роблять ставку на електроенергію. Висновок: ваші інвестиції у розробку 100% електромобілів мінімальні. Якщо вони можуть передати розробку своїх батарей на аутсорсинг, вони це роблять. Якщо вони можуть уникнути витрачання величезних грошей, залучених на інвестування в заводи акумуляторів або в проектування акумуляторів та НДДКР, вони роблять це. Тесла, однак, ні. Tesla не має тягаря, на який схильна традиційна промисловість, і тому може вільно робити великі інвестиції в сектор акумуляторів.
2. Власне виготовлення клітин
Попередня ситуація залишає перед нами цікаву панораму. Сьогодні Tesla є одним з небагатьох виробників електромобілів, який виробляє не тільки автомобілі, але й власні акумулятори, як для своїх автомобілів, так і для побутових та промислових потреб. Іншими словами, для Tesla виробництво акумуляторів не є дотичним чи другорядним бізнесом. ЦЕ БІЗНЕС. У цьому сенсі протягом декількох років Тесла будує завод мамонтових акумуляторів у штаті Невада, США, а ще один будується в Китаї. І ці заводи збираються виробляти як акумулятори, так і транспортні засоби, коли їх закінчать. Гігафабрика в Неваді, яка вже виробляє акумуляторні батареї зі швидкістю 3,5 мільйона з них щороку лише на 30% від їх остаточного розміру, зможе виробляти 150 ГВт-год акумуляторних батарей на рік, коли буде закінчена. Це представляє за один рік те саме, що і все, що було вироблено у світі в 2013 році.
Тут варто пам’ятати, що автомобільні акумулятори, як і побутові чи промислові, мають дві важливі частини: з одного боку, це елементи, тобто маленькі «батареї» або основні елементи, що знаходяться всередині них. Ми побачимо, що ці батареї мають різний формат і мають різну хімію. З іншого боку, є акумуляторна батарея, яка являє собою всю інкапсуляцію та електроніку, яка керує елементами, яка охолоджує її так, щоб вона знаходилася на оптимальній температурі заряду/розряду і яка оптимізує використання елементів.
І елементи, і акумулятор мають надзвичайно важливе значення. Недостатньо просто упакувати якісь чудові клітини в копітко розроблену пачку. Хороший акумулятор потребує чудових елементів, які мають максимально можливе співвідношення енергії/ваги, а також мають максимально безпечну хімію та найдосконаліші властивості заряду/розряду та деградації. Але в той же час вам потрібно, щоб ці клітини були упаковані в коробку, яка має найкращу конструкцію для розподілу ваги, щоб у випадку виходу з ладу комірка решта батареї працювала без проблем, і щоб загалом використання клітин є найбільш оптимальним з можливих. Тільки завдяки поєднанню гарної якості в обох аспектах акумуляторів, елементів живлення та упаковки можна досягти чудової батареї.
Тому Тесла вражає. Майже з самого початку компанія Tesla уклала угоду з одним з найбільших виробників "клітин" у світі: Panasonic. Партнерство з нею бачило, що Panasonic надає свої знання у створенні елементів акумуляторних батарей, а Tesla - у розробці упаковки. Tesla була однією з перших компаній у світі, яка зрозуміла, що наявність дуже малих елементів у акумуляторі може створити модулі, розташовані в нижній частині автомобіля, покращуючи стійкість автомобіля та розширюючи придатність для салону. Вони також були першими, хто розробив складні системи охолодження комірок, які значно покращують час автономної роботи та дозволяють більш інтенсивно використовувати батареї.
Tesla Gigafactory, серпень 2017 року
3. Ставте на циліндричні комірки, а не на призматичні або мішкові
Існують різні типи форматів елементів живлення. Багато з нас знайомі з циліндричними елементами, класичними "батареями", якими багато наших електроприладів користуються щодня. Але у цьому секторі, зокрема у транспортних засобах, також використовуються інші. Давайте коротко розберемося, якими вони є зі своїми перевагами та недоліками:
Типи елементів акумуляторних батарей (циліндрична зліва, призматична в центрі та сумка або сумка справа)
Немає ідеального елемента для акумуляторів електричних автомобілів. Кожен тип має свої переваги та недоліки. Врешті-решт мова йде про компроміс. Що ми хочемо зробити пріоритетними, безпеку, вартість, кількість енергії? Якщо ми хотіли балансу, чесно кажучи, найкращим з усіх є циліндричний. Він має найкраще співвідношення між вартістю, енергією та безпекою. З якої причини тоді не всі виробники акумуляторів поспішають масово їх використовувати, і єдиним, хто, здається, ними користується, є Tesla? Причиною, яку ми вже пояснювали раніше, є вартість.
Ахілесова п’ята циліндричних елементів батареї полягає в тому, що їх упаковка згодом є складною і дорогою. І пам’ятайте, що ми говорили, що традиційні виробники не можуть дозволити собі великі інвестиції та витрати на батареї, якщо вони не хочуть, щоб перехід на електроенергію серйозно зашкодив їх нормальному бізнесу. Яке найпростіше рішення для традиційних виробників? Просто збирайте комірки, які максимально спрощують упаковку. Тому що вони не збираються виробляти клітини. Renault, General Motors, Volkswagen та інші виробники, що виробляють електромобілі, купують осередки у таких компаній, як LG або Samsung, а потім вони подбають про пакет. Вони не проти заплатити трохи більше грошей за свої осередки, якщо їм не доведеться їх виготовляти самостійно, в першу чергу, економлячи собі необхідність створювати фабрики клітин, а по-друге, упаковка легша. І що найбільше ускладнює упаковку, це кількість комірок.
В акумуляторній батареї моделі Tesla 3 з 50 кВт-год є 2976 циліндричних комірок формату під назвою 2170. Модель Tesla Tesla або модель X ще більш вражаюча, і її блок на 100 кВт-год містить 8 256 комірок формату, який називається 18650. навпаки, Chevy Bolt компанії General Motors потужністю 60 кВт-год має лише 288 призматичних елементів, а Nissan Leaf - 192 елементи. На перший погляд, здавалося б, Тесла нерозумно вирішив зробити ставку на циліндричні комірки. Вони набагато менші за інші та вимагають набагато більших витрат при монтажі їх в упаковці. Чому це робить Тесла?
Пам'ятайте, що хороший акумулятор - це не тільки вартість. Її якість важлива, інакше споживачі опиняться за кермом електромобілів із серйозними обмеженнями. Чим більше осередків у акумулятора, тим безпечніше воно і тим менше погіршується з часом. Давайте уявимо, що клітина в акумуляторі Tesla виходить з ладу. Ця осередок, швидше за все, буде закрита вашою системою безпеки і заблокована, але решта з декількох тисяч осередків, які у вас є, продовжують функціонувати без проблем. Водій сприймає те, що його акумулятор втратив певну автономність, але нічого не викликає занепокоєння. А тепер уявіть, що відбувається з Nissan Leaf, коли виходить з ладу одна з його лише 192 клітин. Втрата автономності є значною, крім того, ці мішечки є набагато менш безпечними.
В результаті власники автомобілів Tesla повідомляють, що після кількох сотень тисяч проїханих миль їхні машини все ще зберігають 80% і більше ємності акумулятора. Іншими словами, акумулятори Tesla, як правило, роки експлуатації автомобілів, вічні. Перш ніж вам набридне керувати вашим автомобілем Tesla і захочете змінити його на інший, настане день, коли погіршення стану акумулятора буде проблемою. Чи можуть решта виробників сказати те саме? Більше того, чи справді традиційні виробники зацікавлені у випуску автомобілів, які тривають вічно, коли їх традиційний бізнес вже десятки років базується на запланованому застарінні та викликає необхідність у споживачів обміняти свій зношений автомобіль на новий? Зрозуміло, що Tesla не лише змінює парадигму, виготовляючи автомобіль нового типу; Це також вказує на ватерлінію бізнесу, який просочується повсюдно з часу свого винаходу.
Це підводить нас до останнього питання в цій статті. Якщо вартість упаковки акумулятора Tesla дорожча за конкуренцію, як Tesla має намір залишатися конкурентоспроможною?
Акумулятор Tesla
"Секретний соус" Тесли
Це «секретний соус» Тесли. З самого початку компанія побачила необхідність великих досліджень та розробок в галузі акумуляторних технологій. З цієї причини вони розробили складні пакети з дуже геніальними системами охолодження, які змушують рідини текти між камерами, щоб гарантувати, що їхня температура є ідеальною як для завантаження, так і для розвантаження. Це покращує швидкість, з якою можна зарядити акумулятор, обсяг енергії, яку може подавати акумулятор при розгоні тощо. З цієї причини автомобілі Tesla, незважаючи на те, що є салонами, мають поведінку спортивного автомобіля.
До цього часу не було відомо, як Тесла зробив так, що вся ця складність не означала непомірних витрат на її пакети, але нещодавно стаття в Wired зробила публічні заяви колишнього співробітника Tesla, який прокоментував це на заводі у Фремонті, де Тесла централізує всі упаковки автомобільних акумуляторів, є територія, оточена широкими заходами безпеки, яка називається "другий поверх". Тут десятки роботів, здається, працюють з безпрецедентною швидкістю, автоматизуючи збір пакетів від початку до кінця. Завдяки цій надмірній автоматизації Тесла домігся б того, що складання її складних пакетів має розумну вартість. Якщо до цього додати ще нижчу вартість циліндричних комірок, які вони використовують, і які виготовляються за відомими процесами, то результат Тесла полягає в тому, що вони мають найдешевші у виробництві акумулятори з найкращим співвідношенням витрата/енергія та найвища надійність та безпека, що існують на ринку.
Будучи лідером у проектуванні та виробництві акумуляторних батарей та блоків, це має сильні наслідки для автомобільної промисловості. Ілон Маск одного разу прокоментував, що він вірить, що промисловий бізнес з зберігання акумуляторів колись обійде бізнес з автомобільними акумуляторами. Енріке Данс пише в "Форбс", що "виробництво акумуляторів стане однією з найважливіших галузей на планеті, і той, хто домінуватиме в ньому, займатиме привілейоване місце у багатьох відношеннях, забезпечуючи широкий спектр галузей від транспортних засобів до споживчих товарів. а також, звичайно, для виробництва електроенергії ".
«Дванадцять років тому, коли він описував свій« секретний план компанії », Ілон Маск говорив не лише про здешевлення електричних автомобілів, але він включив третій пункт, який дозволив забезпечити засоби для виробництва електроенергії з нульовими викидами, пункт, який багато експертів були втрачені в центрі уваги до автомобілів Tesla », - продовжує Данс. "Сьогодні, коли компанія позитивно оцінюється, виявляється, що виробництво акумуляторів стало ключем до їх стратегії - причина, через яку ветерани автопромисловості, такі як Боб Луц, не могли зрозуміти дорожню карту Тесли, полягала в тому, що Tesla не є автомобільною компанією, а акумуляторна компанія ".
"Tesla не є виробником автомобілів, що конкурує з іншими виробниками автомобілів ... Автомобілі Tesla є споживачами основного продукту компанії: акумуляторів", - підсумовує Данс. "Переосмисліть свої моделі та електронні таблиці: перестаньте дивитись на Tesla як на виробника автомобілів і починайте розуміти, що компанія має набагато амбітніші плани на майбутнє".