En profundidad: Investigación sobre la tecnología de celdas de batería proporcionada por CATL para Tesla (Shanghai)
Anteriormente, New Energy Intelligence Analysis Network publicó el artículo "En profundidad: Análisis de las regulaciones de celdas de batería de CATL para Tesla (Shanghai)". El propósito es utilizar la "poca" información publicada por Tesla y CATL para determinar el enfoque y la sinceridad de la cooperación entre las dos partes. Este artículo está destinado a la Red de Análisis de Inteligencia Energética para analizar las fortalezas y debilidades técnicas de varios modelos de Tesla y realizar un estudio en profundidad sobre la posibilidad de cooperación en tecnología de baterías con CATL.
Nota 1: El método final de cooperación entre Tesla (Shanghai) y CATL, así como el tipo y cantidad de baterías comercializadas, están sujetos a la información oficial publicada por ambas partes.
1. Puntos fuertes de la tecnología de vehículos eléctricos de Tesla:
El Tesla Mode S, que entró en el mercado chino en 2013, tiene una autonomía de 400 a 500 kilómetros y está equipado con dos An. El motor de inducción asíncrono está adaptado para llevar un conjunto de batería de energía integrada compuesto por más de 7000 celdas cilíndricas de óxido de cobalto de litio 18650 de Panasonic. Durante este período, el nuevo mercado energético de China todavía se encuentra en un estado "confuso". Los únicos vehículos eléctricos producidos en masa son el BYD e6 con una autonomía de 300 kilómetros, el Nissan Venucia con una autonomía de 175 kilómetros y el BAIC. New Energy e150EV con una autonomía de crucero de 150 kilómetros, JAC iEV4 con una autonomía de crucero de 150 kilómetros y Changan e30 con una autonomía de crucero de 150 kilómetros. Independientemente de la apariencia, el interior o la gran pantalla colocada verticalmente, los chinos están asombrados: resulta que los coches eléctricos pueden ser tan impresionantes.
¿El modelo Tesla? Un conjunto de batería de energía integrada compuesto por celdas de níquel-cobalto-aluminio (níquel-cobalto-aluminio). Durante este período, el nuevo mercado energético de China se ha estado desarrollando a toda velocidad durante más de 2 años (desde 2014, aunque la autonomía de crucero de los modelos convencionales ha evolucionado a 400 kilómetros, todavía utilizan baterías de fosfato de hierro y litio refrigeradas por aire con un rendimiento lento). mejora.
El Tesla Model 3, que entró en el mercado chino en 2019, tiene una autonomía de crucero de 500 kilómetros, está equipado con un motor síncrono de imanes permanentes y un motor asíncrono de inducción, y está adaptado a más de 4.000 tramos de Panasonic cilíndrico Un conjunto de batería de potencia integrada compuesto por celdas 21700 tipo NCA (níquel cobalto aluminio). Durante este período, el nuevo mercado energético de China se ha desarrollado a toda velocidad durante cinco años. La autonomía de crucero de los modelos convencionales ha aumentado generalmente a 500-600 kilómetros, y las baterías de energía NCM (níquel cobalto manganeso) cuadradas o blandas tienen mejor rendimiento y. Se han utilizado estrategias de gestión térmica de líquidos.
En 2020, habrá un Tesla Model 3 fabricado en Shanghai, China. Si bien sincronizará todo el estado técnico del Tesla Model 3 fabricado en Estados Unidos, reducirá aún más el precio del vehículo. La autonomía de 300.000 yuanes compite directamente con los modelos nacionales convencionales con una autonomía de crucero de 600 kilómetros por cuota de mercado.
Desde una perspectiva técnica, el Tesla Mode S, que se inició en 2008, finalizó en 2010 y se produjo en masa en 2012, utiliza un motor de inducción asíncrono que supera las deficiencias del control de China sobre las exportaciones de tierras raras. tiene una carrocería totalmente de aluminio (incluida la suspensión) que fortalece directamente el peso ligero de todo el vehículo; el conjunto de batería de energía integrada y la estrategia de gestión térmica líquida compuesta por 18650 celdas de óxido de cobalto de litio proporcionadas por Panasonic se han convertido en el caballo oscuro de Tesla en el automóvil mundial. mercado. .
Sin embargo, existe una brecha tecnológica fundamental entre el motor de inducción asíncrono adaptado al Modo S de Tesla y el motor síncrono de imanes permanentes adaptado a vehículos eléctricos domésticos al mismo tiempo. Los motores de inducción asíncronos son de gran tamaño y consumen mucha energía, mientras que los motores síncronos de imanes permanentes son pequeños en tamaño y consumen poca energía. Lo más importante es que los materiales estratégicos de tierras raras necesarios para la fabricación de motores síncronos de imanes permanentes son escasos en los países europeos y americanos. , pero son abundantes en China.
Desde la batería de óxido de cobalto y litio 18650 adaptada al Tesla Mode S, a la batería 18650 NCA (níquel cobalto aluminio) adaptada al Tesla Model X, y luego al Tesla Model 3 se adapta al 21700 tipo NCA (níquel baterías de aluminio cobalto; desde la carrocería totalmente de aluminio del Tesla Model 3 hasta la optimización de la carrocería totalmente de aluminio del Tesla Model X, pronto se utilizará en el Tesla Model 3. El conjunto de carrocería todo en uno de 1" totalmente de aluminio Esto significa que Musk tiene requisitos más estrictos de ligereza y bajo costo a nivel de vehículo, al tiempo que optimiza el sistema de baterías.
Las fortalezas técnicas de Tesla no se limitan sólo a la mejora de los sistemas de baterías, sino también al aligeramiento de todo el vehículo, la integración de múltiples sistemas y la reducción continua de los costes de fabricación.
2. Deficiencias técnicas de Tesla en los vehículos eléctricos:
No hay ningún problema con las fortalezas técnicas de Tesla mencionadas anteriormente, pero, por otro lado, esta también es una deficiencia técnica. Bajo la tendencia general de larga autonomía, Tesla ha reemplazado dos tipos de celdas de batería, de modo que los modelos a la venta ahora tienen conjuntos de baterías de energía compuestos por celdas cilíndricas de dos especificaciones y dos materiales. Precisamente con el objetivo final de aumentar la autonomía de crucero, Musk ha seguido mejorando la tecnología en torno a los tres subsistemas principales del vehículo: la propulsión eléctrica y la batería. Sin embargo, las mejoras tecnológicas en los tres niveles: vehículo, propulsión eléctrica y batería también constituyen deficiencias técnicas de Tesla e incluso puntos fatales.
A nivel de vehículo, los modelos Tesla utilizan una estructura de carrocería totalmente de aluminio, y las suspensiones delantera y trasera (incluidos los subchasis), las suspensiones del motor de propulsión y las carcasas exteriores del conjunto de la batería eléctrica están hechas de aleación de aluminio. material. La estructura del vehículo, totalmente de aleación de aluminio, puede "diluir" eficazmente la batería de energía integrada compuesta por más de 5.000, 7.000 o incluso más de 9.000 celdas cilíndricas de 18.650 o 21.700 de autonomía.
En términos de propulsión eléctrica, el establecimiento del proyecto, la finalización y la producción en masa de todo el vehículo son inútiles con un conjunto de motores de inducción asíncronos en la parte delantera y trasera adaptados al Tesla Mode S 2012, aunque el La aceleración de 0 a 100 es comparable. Incluso supera a los superdeportivos como Ferrari y Lamborghini, que se venden por "millones" de dólares. Sin embargo, el aumento general del consumo de energía cada 100 kilómetros se debe en parte al peso propio del vehículo, que acelera el consumo a máxima velocidad, y también al propio motor de inducción asíncrono, que tiene un consumo de energía inherentemente elevado. De hecho, antes de la producción en masa de 2010 a 2012, Tesla difícilmente podía encontrar un motor síncrono de imán permanente en el mundo que pudiera producirse en masa y tuviera un mejor control de costos. El modelo Tesla El Tesla Model 3 lanzado en 2019 está equipado con un motor síncrono de imán permanente delantero y un motor de inducción asíncrono trasero, lo que reduce efectivamente el problema del alto consumo de energía cada 100 kilómetros (sin embargo, esto también se debe a su posicionamiento en el extremo inferior y a su menor costo). precio). Modelo Tesla? 3, el enfoque principal es la duración de la batería más que las razones de rendimiento).
A nivel de batería de energía, las razones para elegir motores de inducción asíncronos son más o menos las mismas. Antes de 2012, a Musk le resultaba casi difícil encontrar una empresa a nivel ferroviario en el mundo que pudiera producir en masa y. tener un mejor control de costos proveedor de baterías de litio.
Por supuesto, se ha eliminado la batería de óxido de cobalto y litio 18650, y las baterías 18650 NCA (níquel cobalto aluminio) y 21700 NCA (níquel cobalto aluminio) se han convertido en las celdas de batería principales de Tesla.
Sin embargo, el continuo aligeramiento de la carrocería totalmente de aluminio por parte de Musk y el reemplazo de motores de accionamiento síncrono de imán permanente y baterías 21700 tipo NCA (níquel cobalto aluminio) para aumentar el alcance de crucero constituyen un gran peligro para la seguridad. Peligro oculto.
En el pasado, se produjeron más de 50 accidentes de combustión espontánea, combustión, combustión secundaria y explosión en vehículos eléctricos Tesla durante el estacionamiento, la conducción, la carga y las condiciones de colisión, la reducción de peso fue significativa. El cuerpo estaba casi quemado en pedazos.
Cabe señalar que los accidentes de combustión espontánea, combustión, combustión secundaria y explosión causados por condiciones de estacionamiento, carga, conducción o colisión se concentran principalmente en Teslas equipados con 18650 celdas de batería proporcionadas por el ?Mode?S de Panasonic. modelo.
¿El modelo Tesla? Solo lleva un año en el mercado y el Tesla Model 3, que utiliza la batería tipo 21700 NCA (níquel cobalto aluminio) proporcionada por Panasonic, aún no ha experimentado ningún accidente de combustión o explosión.
Según diversa información de Zonghe, las deficiencias de seguridad de la batería han hecho que el diseño de la carrocería totalmente de aluminio con un efecto de ligereza significativo se convierta en portador de accidentes de seguridad agravados. La adaptación de motores de inducción asíncronos con un gran consumo de energía aumenta el grado de contradicción entre "acumular energía de la batería" a cambio de una mayor autonomía de crucero y una menor seguridad del vehículo.
Se puede ver que la introducción de la carrocería totalmente de aluminio, el motor de inducción asíncrono y los sistemas de baterías cilíndricas 18650 y 21700 de Tesla se ha convertido en una deficiencia técnica en este período relativo.
Nota: NIO, que está clasificada como una "fuerza de fabricación de automóviles nuevos" en el nuevo mercado energético de China, produjo en masa su primer automóvil, el ES8, que casi "imita mucho" la carrocería totalmente de aluminio. y la parte delantera y trasera del motor de inducción asíncrono Tesla S. La mayor diferencia es que el ES8 está equipado con un sistema de batería ternaria de litio cuadrado NCM (níquel cobalto manganeso) proporcionado por CATL. Sin embargo, en uno de los cuatro accidentes de combustión consecutivos a principios de 2019, los únicos restos que quedaron del ES8 después de la quema pusieron de relieve las deficiencias de la carrocería totalmente de aluminio.
3. ¿Cómo utilizar tus fortalezas y evitar tus debilidades?
En los siete años transcurridos desde que Tesla Mode S entró en el mercado chino en 2013 hasta el estallido del nuevo mercado energético de China en 2020, la mejora tecnológica y la competencia en el mercado de Tesla han sido significativas. Sin embargo, durante el mismo período, BAIC New Energy, SAIC New Energy, BYD, Geely New Energy, Changan New Energy y JAC New Energy, respaldadas por los dividendos de las políticas, experimentaron tasas de crecimiento más significativas en términos de modelos de vehículos, propulsores eléctricos y baterías eléctricas. tecnologías.
Además de los fabricantes de automóviles tradicionales JAC New Energy y Xiaopeng, que se resumen como "nuevas fuerzas de fabricación de automóviles", insisten en utilizar sistemas de baterías cilíndricas NCM (níquel cobalto manganeso), BYD, SAIC New Energy; , Geely New Energy, Changan New Energy, BAIC New Energy y otros fabricantes de automóviles insisten en utilizar sistemas de baterías NCM (níquel cobalto manganeso) cuadrados o blandos.
A lo largo de 2014 y 2020, no ha habido informes de víctimas en accidentes de combustión que involucraran a muchos vehículos eléctricos convencionales lanzados por marcas locales chinas. Por el contrario, con el rápido desarrollo de la tecnología de baterías eléctricas y las estrategias de gestión térmica, las configuraciones de seguridad activa del vehículo y seguridad pasiva de las baterías eléctricas se han vuelto más maduras.
Comparando los numerosos accidentes de seguridad que ocurrieron con vehículos eléctricos Tesla en los mercados nacionales y extranjeros durante el mismo período, todo el vehículo se quemó y explotó, acompañado de víctimas. Musk insiste en que los coches eléctricos de Tesla son más seguros que los tradicionales, pero ha introducido más tecnologías de seguridad en los modelos posteriores.
Además, el mercado chino, que tiene la mayor tasa de crecimiento en el mercado mundial de nuevas energías, está casi monopolizado por la tecnología de baterías NCM (níquel cobalto manganeso) cuadradas y blandas y las baterías de fosfato de hierro y litio. Sin embargo, las fábricas de baterías japonesas y surcoreanas que insisten en la tecnología de baterías NCA (níquel, cobalto y aluminio) prismáticas o blandas han seguido disminuyendo debido al volumen de carga desigual.
En pocas palabras, los sistemas de baterías prismáticas y de paquete blando NCM (níquel cobalto manganeso) continúan aumentando en las instalaciones de vehículos, mientras que los sistemas de baterías prismáticas y de paquete blando NCA (níquel cobalto aluminio) están creciendo. lentamente, y Las perspectivas de mercado de los sistemas de baterías cilíndricas (tipo 18650 y 21700) en los que insiste Tesla y que utilizan muy pocas marcas chinas son muy inferiores a las de las baterías NCM (níquel cobalto manganeso) prismáticas y blandas. En otras palabras, los sistemas de baterías cilíndricas para posicionamiento y productos servodigitales serán cada vez más difíciles de competir con los sistemas de baterías prismáticas y blandas NCM (níquel cobalto manganeso) para automóviles a medida que aumenten los volúmenes de instalación de vehículos y disminuyan los costos.
Los Teslas a la venta e incluso el Y que se lanzará próximamente todavía utilizan el sistema de batería cilíndrica NCA (níquel, cobalto y aluminio), que es una elección muy imprudente. Además, Panasonic ya no está dispuesta a aumentar la producción de núcleos individuales cilíndricos 18650 o 21700 para Tesla, hasta el punto de que Musk firmó un acuerdo de cooperación con LG Chem (fábrica de Nanjing) de Corea del Sur para comprar baterías 21700 NCA (níquel cobalto aluminio). Compensar el suministro del Tesla Model 3 en la fábrica de Shanghai.
Así que Tesla (Shanghai) coopera con CATL y la posibilidad de comprar celdas no cilíndricas es muy alta. Incluso es muy probable que compre la tecnología de batería CTP de la que CATL está orgulloso.
El autor tiene algo que decir:
Las celdas NCA tipo 21700 dentro del conjunto de batería de energía del Tesla Model 3 están llenas de agente calafateador para la transferencia y supresión del calor. control. Desde una perspectiva técnica, el sistema de batería 21700 NCA (níquel cobalto aluminio) del Tesla Model 3 es muy similar a la tecnología de batería CTP (sin módulo) lanzada por CATL. Se ha ampliado la autonomía de crucero eliminando módulos, reduciendo el peso, simplificando la estructura y obteniendo una mayor densidad energética.
En vista del hecho de que Tesla (Shanghai) y la fábrica de LG (Nanjing) de Corea del Sur han llegado a un acuerdo de cooperación para la compra de sistemas de baterías, la posibilidad de comprar sistemas de baterías cilíndricas de CATL al mismo tiempo básicamente puede reducirse. (CATL no dispone de celdas cilíndricas ni productos extendidos).
Al descartar muchas posibilidades, Musk podría comprar baterías cuadradas o blandas de CATL que sean más seguras que el sistema de baterías cilíndricas de Panasonic para el Tesla Model Y, que se fabrica en Shanghai y aún no se ha producido en masa. . Paquete de sistema de batería. Combinado con la tecnología de batería CTP promovida por CATL para aumentar la densidad de celdas y optimizar la estructura a cambio de la densidad de energía general, es muy probable que Tesla Y esté equipado con el sistema de batería CTP de CATL.
Continuará. . .
¿Texto/Canción de la red de análisis de inteligencia energética nueva?
Este artículo proviene del autor de Autohome Chejiahao y no representa los puntos de vista ni las posiciones de Autohome.