Tesla ‘Battery Day’ показал разнообразие нескольких скромных улучшений в технологии батареи, которые вместе обещают значительное снижение стоимости батареи, приличное увеличение емкости батареи и потенциальные большие результаты.
Эти улучшения не появятся завтра — некоторые еще даже не находятся в производстве. Тем не менее, EVs находятся в точке, где умеренные улучшения могут столкнуть их с обрыва в зону конкуренции с бензиновыми автомобилями и победить их по цене — они уже давно превзошли их по производительности, эксплуатационным расходам и техническому обслуживанию. После этого единственное преимущество, которое останется у бензинового автомобиля (для тех, у кого есть место для парковки, они могут поставить зарядку), — это меньший страх на дальности следования, и большая часть этого страха иррациональна.
Учтите, что сегодня электромобили, как правило, стоят больше, чем аналогичные бензиновые варианты, но их эксплуатация (энергия и техническое обслуживание) обходится гораздо дешевле, поэтому они уже конкурируют по общей стоимости владения. Даже в этом случае покупатели автомобилей не всегда полностью рациональны в отношении совокупной стоимости владения, и сокращение первоначальной стоимости будет иметь большое значение. В целом Тесла прогнозирует:
- Общее снижение стоимости одного киловатта батарейного блока на 56%
- Результирующее увеличение диапазона на 54% для пакета того же размера
- Значительное сокращение площади производственных площадей и затрат на расширение производства — на 69% меньше необходимых инвестиций
- Кремниевые аноды с большей емкостью и меньшей стоимостью
- Новые бескобальтовые катоды, в том числе никелевые катоды очень высокой емкости
- Основные усовершенствования технологической части катодного производства
- Новые источники огромных запасов лития
- Изготовление конструктивной задней части автомобиля из цельного литья
- Превращение батарейного блока в конструктивный элемент автомобиля, эффективно делающий его не добавляющим веса автомобилю
- Качественный электромобиль стоимостью 25000 долларов за 3 года с возможностью автономной работы
Общее снижение стоимости одного киловатта батарейного блока на 56%
Все эти различные преимущества, начиная с более совершенного дизайна ячеек, химии и улучшенного производства, приводят к снижению стоимости батарей и их упаковки на 56% в расчете на киловатт-час. Сегодня аккумуляторная батарея является самой дорогой частью электромобиля, поэтому это большой драйвер более дешевого электромобиля — как бюджетного автомобиля, так и более низких цен на автомобили высокого класса. Другим автопроизводителям придется потрудиться, чтобы наверстать упущенное. В остальной части отрасли большинство производителей находятся на той же основе — если они проектируют подобный автомобиль, он стоит аналогичную сумму. Ни один производитель не имеет гигантского преимущества в том, сколько автомобилей они могут дать за эти деньги. Способность Теслы вкладывать значительные средства в эту важнейшую базовую технологию окупается для них, оправдывая по крайней мере часть их нелепой оценки.
Математика Теслы не ясна. Они определили 5 областей улучшения, которые обеспечивают 14%, 18%, 5%, 12% и 7%. Они дали в общей сложности 56%, но процент улучшений должен быть умножен до 69%, а не добавлен. (Чтобы еще больше запутаться, означают ли они сокращение на 56% — т. е. до 44% от первоначальной стоимости, или улучшение на 56%, или снижение до 64% от первоначальной стоимости?)
Улучшенная емкость ячеек без вкладок
Новая, более крупная конструкция ячейки Теслы 4680 использует сеть внутренних фольг вместо язычка, который должен быть приварен к фольге и выводить энергию из ячейки. По словам Теслы, это приведет к улучшению плотности энергии клеток на 16%. Они также планируют новый процесс нанесения покрытий на фольгу, но он еще не запущен в производство.
Результирующее увеличение диапазона на 54%
С уменьшением стоимости изготовления упаковок связано требование увеличения плотности энергии. В результате автомобили за меньшие деньги будут иметь больший радиус действия. В то время как диапазон 250-300 миль большинства автомобилей достаточен почти для всех видов использования автомобилей, некоторые транспортные средства, такие как грузовики, внедорожники и автомобили для очень длительных поездок, требуют большего диапазона. Тесла утверждает, что сделает это.
Значительное сокращение площади производственных площадей и затрат на расширение производства — на 69% меньше необходимых инвестиций
Большая часть работы Теслы заключалась в том, чтобы оптимизировать свои производственные процессы для клеток, компонентов клеток, упаковок и самих автомобилей. В результате они прогнозируют, что смогут построить заводские мощности в гораздо меньших объемах, с меньшими инвестициями и более низкими производственными затратами. Это снижает стоимость пакетов и позволяет им быстро расти в объеме, не привлекая столько денег.
Кремниевые аноды с большей емкостью
Кремний — отличный материал (элементы батареи состоят из двух материалов, известных как анод и катод, с барьером между ними), но он расширяется при зарядке и разряде. Тесла разработала новые способы стабилизации кремния и увеличения дальности действия на 20%. Эти методы еще не полностью освоены.
Новые бескобальтовые катоды, в том числе никелевые катоды очень высокой емкости
В катодной половине сегодня обычно используется кобальт, который стоит дорого и имеет ограниченные поставки, а большая часть поставок находится в Конго. Тесла планирует использовать различные конструкции катодов, некоторые из которых направлены на самый широкий диапазон, другие — на более низкую стоимость, но все они свободны от кобальта.
Основные усовершенствования технологической части катодного производства
Изготовление катодов — это сложная задача, и сегмент обработки материалов занимает в ней большую часть. Tesla работала над снижением этой стоимости, а также над сокращением затрат и занимаемой площади производственного предприятия.
Новые источники огромных запасов лития
Литий, конечно, является основным элементом передачи энергии в литий-ионных батареях. Тесла разработала новый способ извлечения лития из глин, используя только соль, и теперь подсчитывает, что известные месторождения лития только в штате Невада могут обеспечить все, что необходимо для электрификации всего автопарка США.
Изготовление конструктивной задней части автомобиля из цельного литья
Tesla разработала новую конструкцию для всей задней части своего автомобиля, которая может быть отлита как единая деталь, что снижает стоимость автомобиля и стоимость производства. Это потребовало разработки нового алюминиевого сплава.
Превращение батарейного блока в конструктивный элемент автомобиля, эффективно делающий его не добавляющим веса автомобилю
Сегодня автомобиль конструктивно закончен, и аккумуляторная батарея удерживается внутри конструктивной рамы автомобиля. Новый аккумуляторный блок Теслы также будет достаточно прочным, чтобы стать конструктивным элементом днища автомобиля. Это устраняет необходимость в конструкционной прочности дополнительных блоков и делает вес аккумуляторной батареи «свободным», поскольку он является частью веса автомобиля. Маск сравнил это с аналогичной разработкой авиационных топливных баков, имеющих форму крыльев.
Качественный электромобиль стоимостью 25000 долларов за 3 года с возможностью автономной работы
Весь этот прогресс вместе взятый заставляет Tesla прогнозировать, что через 3 года она сделает потребительский электромобиль примерно за 25 000 долларов — аналогично новой цене покупки автомобилей начального уровня седанов с бензиновой мощностью. Тесла прогнозирует — и не без оснований — что они должны превзойти этот сегмент, поскольку автомобили также будут чистыми и очень высокоэффективными, а также намного дешевле в эксплуатации. Маск предсказал, что у существующей бензиновой автомобильной промышленности нет будущего, если они быстро не примут электрическую стратегию.
Когда же?
Тесла объявила о многих скромных улучшениях, которые в сумме дают большое улучшение. Некоторые из них строятся сегодня в небольших масштабах.
Одна из причин многих изменений заключается в том, чтобы позволить им масштабироваться до 20 миллионов автомобилей в год, что станет крупнейшей автомобильной компанией в мире. Находя способы сократить инвестиции и площади, необходимые для заводов, они могут быстрее продвигаться к своим целям роста. Маск предсказал, что потребуется 12-18 месяцев, чтобы начать реализовывать большую часть объявленных сегодня достижений, и 3 года, чтобы более полно реализовать их.
Они прогнозируют, что будут производить 100 ГВт/год своих новых технологических батарей к 2022 году и 3 ТВтч (в 30 раз больше) к 2030 году. Каждый автомобиль использует от 50 до 100 кВт/ч.
Акции Tesla упали примерно на 6% на вторичном рынке. Было много накоплений для этого «Battery Day», который заставил инвесторов ожидать чего-то действительно революционного, и акции Tesla поднялись до аоблачных высот. Не было никакого чуда в презентациях, просто много дополнительных методов, которые вместе представляют собой сильный путь к успеху для технологии, которая так привязана к экономике батарей. Тесла создает свои собственные заводы, и конкуренты будут вынуждены искать свой собственный путь к лучшим технологиям.
