鉅大LARGE | 點擊量：194次 | 2023年10月12日
TSLA超級電池廠的神秘面紗
英文單詞"Giga"，是一個表數(shù)10億的計量單位，1小時內(nèi)出現(xiàn)/消耗10億瓦特電力被稱為1吉瓦時(GWh)。從TSLA(Tesla)所打造的全球最大鋰電池廠的命名——Gigafactory來看，不難窺見其意欲稱霸全球電動汽車及鋰電池領(lǐng)域的雄心。
向來熱衷于保密的TSLA自2014年六月開建Gigafactory以來，一直嚴格限制媒體的進入，對外公布的信息也十分有限。上周，Gigafactory開始對其股東和部分媒體陸續(xù)開放，并于七月二十九日舉辦了盛大的開幕儀式。
在建的Gigafactory，將成為全球最大的鋰電池廠
Gigafactory是電動汽車制造商TSLA未來的關(guān)鍵，這家已有13年歷史的公司至今從未實現(xiàn)過全年盈利目標。TSLA想要借助Gigafactory實現(xiàn)鋰電池的規(guī)?；a(chǎn)，進一步削減電池成本，最終完成自身從豪華車制造商到平價電動汽車、皮卡甚至中型卡車制造商的身份轉(zhuǎn)變。
公司預(yù)計，2018年該廠的電池產(chǎn)量將達35GWh(相當于2014年全球電池的產(chǎn)量總和)，假如有必要的話，甚至還能達成150GWh的產(chǎn)量。紐約市的年均電力需求約為52GWh。至2018年，TSLA的電池成本將下降逾30%。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
Gigafactory里的Model3汽車
三月底，TSLA公布了第四款電動汽車——Model3。一周之內(nèi)就有超過32.5萬人預(yù)定并支付了1000美元/輛的訂金。在目睹市場龐大的需求量后，該公司將其原來實現(xiàn)50萬輛年產(chǎn)量計劃提前兩年至2018年?？紤]到TSLA2015年總共僅生產(chǎn)了5萬多輛汽車，這一目標可謂雄心勃勃。
左圖為目前只完成14%的Gigafactory;右圖為最終建成圖左圖為目前只完成14%的Gigafactory;右圖為最終建成圖
因有Gigafactory的強大產(chǎn)量撐腰，起價約為3.5萬美元的Model3成為了迄今TSLA最為便宜的車。目前TSLA已推出的ModelS和ModelX汽車所使用的蓄電池均為日本制造。然而，TSLA眼下最為迫切的任務(wù)是要完成其計劃在明年年底上市的Model3的生產(chǎn)。
七月新增區(qū)塊顯示圖
雖然目前Gigafactory中已有部分廠區(qū)投產(chǎn)，但這座巨型廠的建設(shè)進度目前只完成了計劃的14%。因此，TSLA的CEO埃隆·馬斯克(ElonMusk)決定加快Gigafactory的建設(shè)進度，預(yù)計明年二季度的建設(shè)進度將完成31%，全面投產(chǎn)約為2020年。據(jù)最新流出的規(guī)劃建設(shè)圖顯示，七月新建的4個廠區(qū)將擴大廠規(guī)模至目前的兩倍。
有關(guān)超級電池廠Gigafactory，還有很多既有料又有趣的信息。
將成全球第二大建筑物可抵御地震外形似鉆石
總耗資50億美元的Gigafactory選址于美國內(nèi)華達州斯托里縣中3200英畝(約合12.95平方公里)的土地上。實際上，該廠的最初選址面積僅為1000英畝，2015年六月，TSLA又買下了1864英畝的毗連地，延伸部分超過126英畝。2020年完建時，Gigafactory將成為全球第二大建筑物，規(guī)模稍小于位于華盛頓州埃弗雷特市的波音廠(按體積計算是全球第一大建筑物)。
據(jù)彭博社消息，TSLA之所以將選址定于內(nèi)華達州，部分原因是看中了該州13億美元的稅收優(yōu)惠和免費的土地使用權(quán)等優(yōu)惠政策，TSLA在未來20年內(nèi)將持續(xù)受益于此。
Gigafactory按區(qū)塊依次建設(shè)Gigafactory按區(qū)塊依次建設(shè)
Gigafactory的建造是按照區(qū)塊依次進行的，并非同步，因此有些區(qū)塊已率先投產(chǎn)。據(jù)外媒TechInsider報道，為抵御地震，該廠以四種不同的結(jié)構(gòu)建立在四個獨立的地基上，僅一個地基就花費了1600萬美元。
和TSLA的汽車相同，公眾同樣十分關(guān)心Gigafactory的外形設(shè)計。"我們將確保它看起來不錯，和周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)。這的確是廠，但我們也關(guān)心美學設(shè)計。"馬斯克說，"之所以將外輪廓設(shè)計成鉆石狀，原因是假如造成盒狀，工程量將更加浩大。因此為了和周邊環(huán)境相融合，我們把它造成了鉆石的形狀。"
實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)僅用可再生能源
TSLA建設(shè)Gigafactory的初衷就是通過供應(yīng)鏈一體化來實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)。"眼下制造業(yè)的運輸成本日益上升，而最為直接有效的方法就是把廠全部建造在一個地方。"馬斯克說。
裝滿原材料的軌道車將從礦山駛進Gigafactory，再滿載著電池駛出
Gigafactory內(nèi)部將設(shè)有和外部相連接的軌道，軌道電車將從原材料地出發(fā)，將原料運入廠內(nèi)進行加工，和此前的對外加工或采購不同，TSLA這次將電池制造所有流程都集中在廠內(nèi)部。
據(jù)外媒報道，在Gigafactory中，日本松下公司負責制作電池的電芯，TSLA負責進一步組裝電池模組和電池包。"我們的工程隊伍和松下公司的緊密合作，顯著提高了電池的生產(chǎn)效率。目前我們的效率很可能已接近全球最好的電池廠的3倍。"馬斯克說。最后，再由軌道電車將電池成品運出廠，以此形成閉合的一體化供應(yīng)鏈。"這是史無前例的，至少在電池領(lǐng)域是這樣。"馬斯克說。
此外，回收和能源自供應(yīng)也是TSLA實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)的重要組成部分。
Gigafactory將配置最先進的循環(huán)系統(tǒng)，所有的舊電池組都可回收。為實現(xiàn)能源的自供應(yīng)，該廠的屋頂和周圍山頂都鋪設(shè)上了太陽能面板，未被消耗的電能將被儲存，以供在沒有光照的時候使用。除了太陽能，地熱能和風能也在應(yīng)用范圍之內(nèi)。
闊綽的合作伙伴及其神秘的制造機器
日本消費電子產(chǎn)品廠商松下公司(Panasonic)是TSLA在Gigafactory項目上的戰(zhàn)略合作伙伴。近日，松下宣布將發(fā)行價值4000億日元(約合39.08億美元)的公司債券，發(fā)行債券所得的部分資金將被用于投資Gigafactory。此前，松下已為該廠投資了16億美元。
馬斯克稱，松下布置在Gigafactory內(nèi)的制造機器令人印象深刻。廠未來的電池輸出速度"將比機槍射出的子彈速度還快"。
上周的開放日，Gigafactory內(nèi)的重要機器設(shè)備屬于最高機密，幾乎都被蓋上了防水布，且不允許拍照。但仍有受邀者曝光了一些尚未公布的松下制造機器的照片。其中，就有馬斯克的母親MayeMusk。
松下的電芯制造機松下的電芯制造機
松下的負極壓力機松下的負極壓力機
據(jù)外媒消息，這些新機器為Model3汽車打造出了全新的蓄電池，21700型號，直徑為21mm，高為70mm。此前TSLAModelS和ModelX所使用的電池是18650型號，直徑18mm，高65mm。
21700號電池
馬斯克表示，一旦21700號電池實現(xiàn)量產(chǎn)，ModelS、ModelX和Powerwall上的電池都有可能被更換。
"機器人造機器"廠高度自動化
無論在什么場合，機器人永遠都是最奪人眼球的存在。TSLA計劃在Gigafactory全面投產(chǎn)時雇傭逾10000人，而這一目標要自動化來助力完成。
TSLA聘請了埃里克·克里斯坦森(EricChristensen)來管理自動化，他曾在芯片制造商AMD公司從事制造業(yè)自動化工作，已有逾20年的從業(yè)相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗?？死锼固股匾撠煆S內(nèi)整體設(shè)備布局和物料流程，其中均有機器人參和。目前看來，廠內(nèi)協(xié)助工人制造機器的機器人大致有3種。
"AdeptLynx"，可負荷60kg的重量，工作時間長達19個小時，還可自主安排充電
首先是最為常見的自動引導車(AGV)，它們依靠地面磁鐵或?qū)Ш叫艠藖硪苿踊蚋淖兟窂健SLA開發(fā)出了重載版本。
其次，就是用于材料運輸?shù)淖詣玉{駛智能車(AIV)。Gigafactory所使用的AIVs由美國專業(yè)從事工業(yè)自動化的高科技生產(chǎn)公司AdeptTechnology公司制造，名為"AdeptLynx"，可負荷60kg的重量，工作時間長達19個小時，還可自主安排充電。
和AGV或其他機器人不同的是，AIV不要被固定在某個位置，或遵循地面的磁鐵或?qū)Ш叫艠藖硪苿?。它只需使用?shù)字地圖就能夠自由自主地穿梭于廠，檢測傳感器保證其安全地避開人類和障礙物。有趣的是，TSLA還把其中一個AIVs改造成了《星球大戰(zhàn)》里R2-D2的樣子。
M-900iB機械臂M-900iB機械臂
Gigafactory所使用的、目前已知的最后一種機器人是重載機械臂，TSLA已在其弗里蒙特廠中廣泛使用。不同于弗里蒙特廠中的庫卡機械臂，Gigafactory選擇了發(fā)那科機械臂——M-900iB。一個機械臂系列可有效負荷700公斤，單個機械臂可負荷360公斤。
最后，還要一點要告知諸位。實際上，TSLA位于美國內(nèi)華達州的Gigafactory的準確名稱應(yīng)為"Gigafactory1"。沒錯，這只是第一家超級電池廠。馬斯克表示，未來將在TSLA汽車銷售區(qū)域或有消費能力的區(qū)域，如歐洲、我國、印度等地區(qū)建造更多的Gigafactory。
