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特斯拉的“电池之路”难行

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-08-18  来源:百度百家  浏览次数:2444
核心提示:  底特律去年7月份以170亿美元的负债宣告破产,百年汽车之城颓然倒下的声音还未落定,总部位于硅谷的特斯拉,因使用钴酸锂电池
   底特律去年7月份以170亿美元的负债宣告破产,百年“汽车之城”颓然倒下的声音还未落定,总部位于硅谷的特斯拉,因使用钴酸锂电池,将温软如绵羊的电动汽车改造得狼性十足而吸引了大量目光。

  随着机电一体化技术成熟,硅谷作为IT产业的圣地,恰当地为特斯拉罩上了互联网思维的光环,极简主义、用户层次定位、多终端的联接,特斯拉CEO艾伦马斯克不仅是个资源整合和营销高手,还是个出色的实践者,Tesla_Motors的问世直接将电动汽车从低端和玩具印象的泥淖中拯救出来,后续车型Model-S更是凭借动感的车身线条和3.9秒的百公里加速记录,将硅谷推向底特律的继任者角色。

  硅谷的确为这个电动车企业提供了前所未有的智能操作体验,特斯拉一改汽油车甚至其他电动车品牌的按钮设计,以触屏代之,让用户在驾车过程中感觉仍然在苹果手机的电容屏上滑动,浓烈的科幻气息为特斯拉电动汽车的高端定位又增加了许多筹码。利用触屏,驾驶者可以完成包括最基本的导航、听音乐、调整温度、调整座椅位置,甚至还可以上网。

  但这些智能操作对于一款汽车来说,都还停留在相对浅的层次上,通过特斯拉的触屏操作,驾驶者可以更加便捷地实现天窗和窗户的开关,监控里程数,甚至可以在方向盘上操作中控屏幕,但是在更加紧俏的安全和事故处理市场,特斯拉做的远没有通用的Onstar精彩。

  整合了无线通讯和全球卫星定位技术的远程控制系统,不仅可以远程检测故障并报修,还能通过汽车身周的传感设备,实现事故发生后的自动报警。从这个角度来看,Onstar更像业内描述的车联网雏形,有一套完整的终端收集、数据转化、数据汇总处理和反馈系统。

  也就是说,智能汽车很多时候只是特斯拉借助硅谷订制的营销马甲,而在营销背后给车主喂下定心丸的还是特斯拉的电池技术。

  钴酸锂电池本性难改

  2008年问世的Tesla_Motors使用了松下提供的NCA系列(镍钴铝体系)18650小电池,单颗电池容量为3100毫安时,这种电池说起来并不陌生,笔记本电脑和手机电池都是其家族成员。电池行业内公认18650电池不适合做动力电池,这种钴酸锂电池有着大电流放电能力、安全性能差和循环寿命短等缺点。

  特斯拉的数学魔术将7000块钴酸锂电池划分成块、层、片三个层级进行管理,69个18650电池并联成一块,9个电池块串联成一个层,而11层再串联成整个电池片。如果想要更大的动力输出,电池单元数量很有可能上万,一旦出现紧急刹车等大功率放电,或者低温、撞击、穿刺情况,这几万块电池就像一个定时炸弹。

  值得一提的是,特斯拉这款纯电动跑车问世的时候,性能更加稳定的磷酸铁锂电池技术还未成熟,特斯拉的选择空间并不多,而且当时特斯拉的跑车定位,决定了它的用户对循环寿命和放电能力不敏感,至于安全性能,特斯拉在近7000个电池单元和每个电池层上都设置了保险装置,一旦检测到这些电池的温度过高或电流过大,则立即断开输出。

  然而这套电池管理似乎并不可靠,从9个月内6起自燃事故召回439辆汽车的数据中就可见一斑。前几次自燃事故,穆斯克都给出了电池包遭刺穿的解释,而且由于汽车预警系统提示到位,都免于了人员伤亡,而2月份在加拿大发生的特斯拉电动车自燃,当时车主并未对汽车进行任何高强度的操作,只是将车开回车库。

  这些安全事故被特斯拉的公关渠道一一化解,为驾驶者提供了暂时的同质安全和超出其他电动汽车两倍的动力,但是在驾驶者心里已经留下了问号,一款电池管理软件真的能化解钴酸锂电池不稳定的化学特性?更何况,目前特斯拉电动车的消费人群还集中在富人群体,这些人往往拥有多款车用来轮替,特斯拉只在有限的场景下使用,市场远未普及的情况下,特斯拉电池纵然有着高效的续航和强劲的动力,但隐藏的安全隐患还是会让驾驶舱内的乘车人员有所担忧。

  充电标准统一困局

  相比于特斯拉的电池方案,特斯拉超级充电站技术有着令人称道的地方,家用充电桩要7个小时才能充满电,而在超级充电站,只需要20分钟即可充满一半的电量,半小时充电量可达80%,有效解决了车辆户外的快速续航问题。

  因此,当马斯克在不同场合将其充电专利公之于众的时候才引起了业内的一片哗然。

  特斯拉超出300亿美元的估值,股价的持续飙升,还有排到9月份的中国订单,无论是用户还是资本市场,都给了马斯克足够的信心来扩充市场。这位多家高科技公司的领袖采取的首要举措是大规模修建充电站,今年5月其在北美地区建成了94个充电站,在欧洲建成了20个,亚洲地区有3个。

  但这对于任何一家电动车企都是远远不够的,特斯拉用体积小容量大的钴酸锂电池解决了电动车的续航问题,但是户外充电依靠修建充电站的办法明显行不通,这些充电站不仅耗资巨大,而且并无直接的盈利渠道,电池达到85KW的车型就可以免费充电,且不能吸收其他品牌电动进站充电。因此,特斯拉不得不开放充电专利技术,以吸引新加入车企的支持。

  在深知自家充电系统与欧美标准(福特、通用、大众、奥迪等)和日系(日产Leaf)标准不同的情况下,仍然投入巨资修建充电站,这种行为实际上是一个大胆的博弈,特斯拉想利用自身优良的充电技术拉拢其他车企,对抗已经成型的欧标或者日标,顺利过渡成行业标准。

  但是,这些老牌汽车制造商本身拥有自己的技术传统,联盟力量足够强大,不会轻易向特斯拉靠拢,而且,马斯克的专利开放也牵涉到核心管理技术,不仅难以利用,这些传统汽车制造商也不会轻易涉足此类专利纠纷,更何况像中国这块热门市场的充电标准直接由国家层面制定,有着严密的网络规划,特斯拉要面对的是国家电网和南方电网等国企。

  电池工厂的规模化效应

  但是特斯拉与松下合作修建超级电池工厂(Gigafactory)的消息,再一次将特斯拉的电池和技术专利逼进其他车企的考量范围。

  按照特斯拉的计划,到2020年,这家超级电池工厂每年生产的电池可供50万辆电动汽车使用。届时,单松下的电池产能就将相当于2013年全球电池工厂的产能总和。

  毫无疑问,超级电池工厂的规模经济效应会对电动汽车行业产生积极影响。

  到2017年新一代电池的成本将比目前特斯拉Model_S所用电池组下降30%,而容量将由现在的3100mAh提升到4000mAh,第三代电池的容量将比特斯拉目前的电池组更强。

  这座占地面积预计为500-1000英亩的超级电池工厂将秉承马斯克的环保理念,不仅回收废旧电池组,还将由可再生能源提供电力,也就是说使用风力涡轮机和光电太阳能板供电。马斯克是光伏发电公司Solar_City的董事长,Solar_City去年在光伏发电供应商250强中排名第二。这意味着特斯拉在超级电池工厂的太阳能组件购置、安装和维修保养方面可以进一步减少开支。

  届时,特斯拉电池的成本优势和动力都会进一步扩大,这不仅对特斯拉低端车型BlueStar的市场前景有重要意义,对于欧美的电动汽车企业,甚至像主要市场分布在欧美的日Leaf,也都会在成本方面产生压迫威胁。

  有消息称Leaf可能会在田纳西州工厂生产的Leaf汽车中安装使用特斯拉的第三代电池组,借助特斯拉的电池组降低汽车生产成本。甚至有分析称,不仅电动汽车行业,整个科技和能源行业也可能都会感受到超级电池工厂带来的影响。

  至于特斯拉电池方案的安全隐患,或者会有更有效的技术将其驯化,或者在电池工厂带来的巨大规模化经济效应面前被淡化,身披智能和环保光环的特斯拉,在电池之路上能否顺利,还有待时间给出答案。

 
关键词: 钴酸锂电池 电池
 
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