特斯拉汽车 传（中篇）把汽车当电脑来造，能行么？

咱先说说特斯拉这两天“减配门”的新闻，交付车辆实际配置与相关清单不符，并未且告知消费者，或以涉嫌欺诈。

 

 

就在这315消费者权益保护日即将来临之时，特斯拉给自己“搞事情”。有新购国产Model 3车主发现，行车电脑本应搭载最新的3.0版本芯片硬件，可自己的车装配的却是2.5版本的芯片硬件，而3.0版本芯片的图像处理速度是2.5版本的21倍。实际中这些芯片被用于支持特斯拉司机辅助驾驶系统Autopilot，低版本的硬件会直接影响未来的功能升级和车辆驾驶感受。

 

 

减配情况曝光以后，特斯拉发布了如上图的声明，在里面有一句“特斯拉上海超级工厂于2月10日开始复工复产。期间基于供应链状况，……”很多网友质疑，为什么要强调2月10日复工？这是要将责任甩锅近期的“疫情”？

 

随后，有进口版Model 3车主也发现了自己的车有该项减配问题。

 

对于此次事件，有律师表示，“如果特斯拉上述行为被认定符合《消费者权益保护法》第五十五条规定之‘欺诈行为’，则消费者要求‘退一赔三’的主张将会得到支持。”

 

 

接下来，咱接着上篇《特斯拉汽车 传（上篇） | 这个磨人的小妖精是如何长成的？》继续讲，特斯拉按照马斯克规划的路线图“Master Plan”，即“三步走”战略，一步一步发展壮大。

 

一、打造一台昂贵、小众的跑车（Roadster）；

二、用挣到的钱，打造一台更便宜、销量中等的车（Model S/X）；

三、用挣到的钱，打造一台更具经济性的畅销车型（Model 3）；

四、在做到上述各项的同时，还提供零排放发电选项。

 

在践行这个计划的过程中，特斯拉经历了怎样的困难和挑战？做了哪些特别的事儿？

 

产能问题始终是困扰

特斯拉不断打造超级工厂

 

对于任何一个造车新势力来说，产能都是个棘手的问题，成规模的将数万个零件组装成一辆能在路面上飞驰的车，这并不是一件容易的事儿！

 

特斯拉这个外国造车新势力，也不例外的面临这个问题。前文我们就提到，特斯拉的第一辆车Roadster，就由于前任CEO艾伯哈德过于注重技术研发和性能提升，忽视了生产安排和产品管控，大大拖延了交付时间，1000名预定用户中有30多名因为交付延期而取消订单。本来卖的不多，又不能如期交货，这让特斯拉陷入了尴尬。

 

 

而后来Model S、Model X和已经红的发紫的Model3，特斯拉的每一款车产能都从未跟上过，采用订单制生产的特斯拉几乎很少有库存，这让它的新用户始终都得为交付延期做好心理准备。

 

至于交付延期的原因，无论是早期Model S的内部返修率过高，还是高度自动化的生产线调试不当等原因，无疑就是生产体系不成熟和生产线不够。面对日益火爆的需求，特斯拉也在不断进行产能爬坡，同时加开更多生产线已满足需求。

 

 

目前，特斯拉在全球共有5家工厂开工和1家在建。每一家工厂都具备高度自动化的生产能力，在不断的磨合中，特斯拉也逐步的让生产线上的机器人更加有效的工作。

 

Fremont工厂是特斯拉在2010改造的，也就是上篇中提到的NUMMI工厂，在收购之前它属于丰田汽车。2012 年6 月，特斯拉制造的第一台Model S就在此下线。这座超级工厂拥有全美规模最大Schuler SMG 液压机、专为特斯拉打造的焊接机械臂以及接近500台Kuka生产线机器人。尽管拥有自动化极高的生产线，在这座2016年扩建后总面积达93 万平方米工厂里，还是有超过1万名工人在此工作。工厂同时生产Model S、Model X 、Model 3的成品整车。

 

Fremont工厂（美国·加州）

 

到2020年，特斯拉要年产500,000 辆车的宏大计划，让特斯拉自身的电池需求量就已经达到全球的锂离子电池供应量，届时预计需要35GWh动力电池年产能。

 

而Gigafactory 1 工厂正是为了大规模的电池和动力系统制造而诞生。工厂制造动力电池、Model3电机、电驱动桥等汽车部件，未来可能还会建立汽车生产线等。

 

Gigafactory 1（美国·内达华州）

 

Gigafactory 1工厂于2014年7月开工建设，是特斯拉和松联手之作。整个工厂一分为二，一半是松下用于生产电池，另一半是特斯拉建立电池模组和电池包生产线，两者完美的结合让电池组的生产成本直接下降了30%。Gigafactory 1已经开始批量生产锂离子电池，截至2018年底，特斯拉电池包产能以达到24GWh/年，目前世界上一些大型电池工厂每年仅生产大约4GWh锂离子电池。而该工厂目前只完工了30%，建成后可能成为世界上占地面积最大的建筑。

 

“加速世界向可持续能源的转变”是特斯拉愿景，上文中我们也有介绍马斯克为特斯拉发展制定的路线图“Master Plan”，最后一项就是提供零排放发电选项。而Gigafactory 2工厂正是为此计划服务的。

 

Gigafactory 2（美国·纽约州）

 

Gigafactory 2工厂同样也是特斯拉和松下携手运作，主要用于联合生产Solar Roof的太阳能电池板和储电电池。

 

Gigafactory 3（中国·上海）

 

特拉斯中国超级工厂的落成是在2019年，而后的德国超级工厂也在前不久才开始动工，所以，并不属于特斯拉第一个十年计划中的安排，详细的介绍我们放到下一篇讲，在这里提出来是让大家对特斯拉整体生产规模有一个完整的认识。

 

Tilburg组装工厂（荷兰）

 

Tilburg组装工厂是特斯拉在欧洲的首家工厂。该工厂于2013年8月投产，并在2015年10月完成扩建并开工。特斯拉将Model S和Model X车型散件运到荷兰，在此完成总装并针对欧洲进行销售。该工厂将仅限于整车总装业务，而不会涉及零部件或系统制造。

 

随着特斯拉生产线的不断完善，它也在一步步实现产能爬升，正朝着一个全球化车企的方向走去。

 

特别之处一

用笔记本电脑电池做动力单元？

 

电池系统占据了一辆电动车成本的30%-40%，是重中之重。那特斯拉是如何打造这“能量之源”的？

 

外媒拆解的特斯拉Model S 电池系统

 

特斯拉动力电池系统包括电池单体、电池管理系统（BMS）、热量管理系统、冷却管理等，其中电池单体占动力电池系统成本70%以上。

 

咱先说占据动力电池系统最大的份额的电池单体。特斯拉前后应用过18650和2170两款圆柱封装电池，目前最新款2170圆柱电池采用镍钴铝NCA配备硅碳负极，单体电池容量在3~4.8Ah之间，单体能量密度可达300Wh/kg，性能较上一代18650电池能量密度250Wh/kg提高约20%。

 

18650圆柱封装电池单体（直径1.8cm，高6.5cm，0代表圆柱）

 

2013年，大部分电动汽车主机厂还停留在磷酸铁锂电池与NCM111时，特斯拉已经开始在Model S上使用高能量密度的NCA三元锂电池；当市面大多厂家2017年开始由低镍材料过渡到NCM622/NCM811高镍正极材料时，特斯拉已经探索更高能量密度的硅碳负极应用，特斯拉电池技术和整车续航里程方面始终领先行业。

 

2170圆柱封装电池单体（即为21700电池，直径2.1cm，高70cm，0代表圆柱）

 

特斯拉目前使用的这些电池单体，都是由松下生产供应的，这些松下电池并不神秘，市场上很多笔记本电脑的锂电池组，封装的就是这种电池，生产工艺非常成熟。

 

传统笔记本电池拆解

 

一台笔记本电脑的锂电池组大概也就封装6或8节18650圆柱电池；而以一台特斯拉Model S 85为例，则需要7000余节同样的电池。

 

这些电池被分组打包，通过串联与并联的方式，最终被整体集合打包在一起。同时，由于锂电池的非线性放电特点，会导致如个别电芯的过度充放电将引起永久性的电池损伤，造成整个电池系统电压、温度不稳定，严重的将导致热失控事件。

 

按照“单体电池-brick-sheet-pack”顺序进行分层管理

 

特斯拉采用的电池管理系统具精确度远高于同行业水平，根据外媒对Model 3的拆解，Model 3的BMS可以将23-25个独立电池组的电压差控制在2-3mV，远低于其他普通电动车的水平。同时，该套电池管理系统高集成度，特斯拉BMS模块集成了高压控制器、直流转换器和多个传感器，由此可以减少内部通信所需的高压线束，最终减轻总重量并降低成本。

 

特斯拉Model S 电池拆解

 

不过，说到这你是不是有疑惑了，笔记本电脑的电池是不是用着用着就会发热，有的笔记本甚至会在长时间使用后，产生电池发烫现象，那么这7000余节电池岂不是个巨大的热源？怪不得会@#¥自#%&¥*燃@¥... …但冬天时，气温过低也会大幅影响电池工作效率！这个，咱们就要说说他的电池热管理系统。

 

 

电池热管理方面，特斯拉采取50%水和50%乙二醇为冷却液的液冷方案，由四通阀实现的电机和电池冷却循环串并联结构。由系统芯片算法控制，当电池温度超过设定目标值时，电池循环与电机循环相互独立，采用并联，为电池降温；电池温度低于设定目标值时，电池循环与电机循环采取串联，利用电机余热为电池和座舱加热，而多余热量将由进气口的热量交换器排放出去。

 

此方案充分利用车内所有部件热量，使热量有效循环游走，极大提高电池单体散热性和电池单体间温度一致性。因此，无论冬季还是夏季所对应的极端气候，特斯拉车辆温差控制保持在2℃内，体现强大的温度管控能力。

 

后来，特斯拉升级了电池，可燃点从18650电池的约175℃降低为2170电池的约65-82℃，对电池冷却系统提出更高要求。对比旧版Model S 85、新版Model S P100与Model 3可以发现，电池冷却系统阶段性升级，从早期的单条冷却带到如今的每层独立冷却带，为新版2170电池提供更好的温度管控，极大提高电池冷却运行效率。

 

特别之处二

采用小众电机

 

与目前乘用电动汽车市场中主流车型采用的永磁同步电机不同，特斯拉选择了使用制造成本较高的感应电机。如果简单的对比，可以理解成永磁电机效率更高，感应电机性能更强。

 

特斯拉电机工程师

 

除了有更强大的电池支持，让特斯拉可以牺牲一部分电机效率选择性能外，特斯拉选择感应电机和它最初的技术是有很大关系的。在前文创始人的故事中，我们提到了最早给艾伯哈德和塔本宁技术帮助以及合作的AC Propulsion公司，而这家公司在感应电机方面拥有着领先的技术实力；再加上感应电机退磁风险小，技艺成熟；并且，永磁同步电机要用到比较多的稀土原料，而全球稀土资本基本集中在东亚，尤其是中国和日本，这会带来采购障碍因素综合考虑，特斯拉选择了搭载感应电机。