新能源特斯拉电池纸
最近,特斯拉在中国悄然推出了一项新业务——电池回收。
(对比中美特斯拉官网,美国官网没有电池回收选项)
按照特斯拉官方的说法,报废的锂离子电池不会被掩埋,而是拆解提取,实现100%回收!在节约资源的同时,也很环保。
然而,电池回收对于中国的新能源汽车公司来说并不是什么新鲜事。2018年初,《新能源汽车动力电池回收利用管理暂行办法》明确,车企必须承担电池回收的主体责任。
中汽研究院数据显示,今年将有20万吨动力电池退役,市场规模达到6543.8+000亿。到2025年,这个数字将达到300亿以上。对于车企来说,无论是自己回收电池,还是与电池厂商/第三方公司合作,都是一笔可观的收入。
知乎用户@我大于也爆料正规电池回收厂家几乎无法回收旧电池,仅在二级市场就能消化,证明了电池回收行业的发展前景。
特斯拉此时加入电池回收的行列也就不足为奇了。
但鲜为人知的是,特斯拉在7年前建造第一座超级工厂时,就已经制定了完整的电池回收计划。现在只是按部就班,把之前的计划落地。
主导这个计划的不是马斯克,而是站在马斯克身后默默支持他15年的那个人!在他眼里,他爱电池胜过一切。
他就是特斯拉前首席技术官斯特劳贝尔(Jeffrey?布莱恩吗?斯特劳贝尔).
01.?用科技改变世界
斯特劳贝尔是一个典型的技术狂。
他的曾祖父在130年前创办了斯特劳贝尔机械公司,为美国制造了第一批船用内燃机。家族传承下来的创新和动手精神深深影响了斯特劳贝尔。
当我们中的一些人还痴迷于电子游戏时,14岁的斯特劳贝尔已经开始制造他人生中的第一辆电动汽车了!
他从家附近的废弃车库里找到一辆质量不错的高尔夫球车,决定亲手修理。
如果不知道什么是高尔夫球车,可以参考国内随处可见的巡逻车电动车:
这种易于驾驶、环保的滑板车已经在斯特劳贝尔的心里深深地种下了新能源的种子。
未来属于清洁能源。
两年后,斯特劳贝尔按捺不住内心的激动,向两辆山地车伸出了手。从某种意义上来说,这是一套人力和电机的混合动力系统,有点类似于同时诞生的丰田普锐斯。
他研发的助力自行车,由两块17.2Ah的铅酸电池供电,人力踩踏时,综合续航能力可达48km,最高时速51km/h,比路上跑的电动小毛驴还要好!那是90年代。
斯特劳贝尔怀着对新能源的热情,自然而然地进入斯坦福大学攻读能源工程学士和硕士学位。
在读书期间,这位技术狂人还做了一件令人震惊的事情。
2000年,他花1600美元买了一辆15年的二手保时捷944,由油改电,准备参加美国电动车赛车协会组织的1/4英里加速赛。
在最终改进后,斯特劳贝尔犯了一个错误:虽然这款电动保时捷加速非常快,可以在9秒左右破百,但它的续航时间只有20英里(32公里),不可能从加州开到1300公里以外的俄勒冈州。
按照一般人的思维,肯定是叫拖车服务或者干脆租拖车,连人带车拉,省事又省心。
但斯特劳贝尔不同意:自己造车,必须自己开!
于是,他花500美元买了一辆同样老旧的原装大众甲壳虫(后置后驱),锯成两半,用发动机的后半部分&;作为动力源,驱动轮安装在电动保时捷后面,保时捷负责转向,好不容易开到目的地!
可见学好数理化有多重要——真的可以走遍天下。
好事多磨。这辆电动保时捷最终以17.28秒的速度,127km/h的尾速完赛,打破了世界纪录,成为当时世界上加速最快的纯电动汽车!
同年,斯特劳贝尔也顺利毕业,获得能源工程硕士学位。
毕业后,斯特劳贝尔还在探索适合新能源的方向。
他2001的第一份工作是在罗森?汽车公司(北美的一家汽车经销商&;Parts company)担任推进工程师,主要负责混合动力汽车传动系统的研发。
这份工作也让斯特劳贝尔更加坚信未来的趋势一定是新能源。
不久后,他转到Pentadyne Power公司,开始领导飞轮储能系统的设计和制造。在那里,斯特劳贝尔成功开发了150kW功率逆变器和电动发电机控制系统,在研究了各种储能装置后,他有了惊人的发现:
以当时锂电池技术的发展潜力,可以用更环保的出行方式大大降低人们对化石能源的依赖!
但是这么好的想法,居然没有人去做!
怀着用电池技术改变世界的梦想,斯特劳贝尔与著名工程师哈罗德·罗森(harold rosen)一起创立了沃拉康航空航天公司(Volacom Aerospace Company)并出任首席技术官,开始尝试电动飞机。
“在可预见的未来,电动飞行肯定会成为一个非常有趣和有吸引力的领域。”
由于他的第一份工作奠定了坚实的基础,斯特劳贝尔很快发明了一种新型的混合动力推进系统,电池寿命长。申请专利后授权给波音公司,获得人生第一桶金。
有了这笔钱,斯特劳贝尔想用它来制造一辆可以穿越美国的纯电动汽车。
正是在这一时期,斯特劳贝尔遇到了伯乐——埃隆·马斯克。
02.?加速世界向可持续能源的转变。
没有什么是一顿火锅解决不了的。如果有,那就两顿。-火锅法
斯特劳贝尔也是。会议期间,他极力劝说刚刚卖掉Paypal的亿万富翁马斯克投资并参与Volacom的电动飞机计划。
但是,因为火锅换成了海鲜,法律真的失效了——最后,马斯克一分钱都不想给。看到这里,两人就要分手了。
情急之下,斯特劳贝尔问了两个问题:
你知道一万个锂离子电池串联起来会怎么样吗?
如果我说,我想用这个电池造一辆能跨州跑几千公里的电动车,你会投吗?
这个想法立刻击中了想造电动跑车的马斯克:确定?我?威尔。付出?你呢。一些?钱。
虽然看似小气的马斯克只给了65438美元+0,000,但也只够一个电池组的成本。
,但两人却结下了不解之缘。
但当时不只是斯特劳贝尔这么想。另一家公司甚至站在巨人的肩膀上,造了一辆类似的电动跑车。
早在1997年,通用EV1的总设计师阿尔·科科尼(Al?Cocconi)带全队,自己组建AC?Propulsion基于EV1,做了一款原型车跑车T-Zero,有两个座位。
虽然这款车只是原型车,没有空调,没有车门,只能手动拆下车顶才能进入车内,但铅酸电池驱动的T-Zero续航里程160km,0-96km/h加速时间仅需4.9秒。
就连马斯克在试驾后也是赞不绝口,认为这才是他心目中电动跑车应该有的样子。
不过这款车的续航是最大的缺点。
跑车常用的激烈驾驶条件下,缩水到几十公里的续航根本不够用,连从家到赛道的路程都跑不下来。22万美元的天价让很多人望而却步。
一个叫马丁·埃伯哈德(Martin?Eberhard的硅谷工程师看到了T-Zero的潜力,建议AC?Propulsion更换了电池寿命更长的锂电池,愿意提供654.38美元+0.5万美元的天使投资。
但是在这个关键时刻,AC?推进力不足:
它的CEO Al cocco ni只想做车企三电系统的供应商,甚至想开发V2G智能车载基础设施协同系统,至今没有大范围普及,但他就是不想做电动汽车制造商!
如果创始人不固执,大概就不会有特斯拉Roadster,也就不会有今天的特斯拉。
接下来的故事你也知道了:马斯克和斯特劳贝尔一起加入集团,前硅谷工程师马丁·埃伯哈德(Martin?埃伯哈德)、马克·塔彭宁(马克?塔尔彭宁)、伊恩赖特(伊恩?Wright)一起成立了特斯拉的初创团队,希望通过串联锂电池将特斯拉Roadster从概念变成现实,一步步加速世界向可持续能源的转变。
31岁时,斯特劳贝尔成为首席技术官,领导特斯拉Roadster的研发和设计。
03.?创新之魂,特斯拉创始人
他为Roadster设定了两个不妥协的目标:0-96km/h加速时间4秒,续航里程400 km。
这两点正是T-Zero没有做到的。
用他的话说,Roadster必须颠覆人们对电动车性能弱、续航短的刻板印象。
高性能、长续航的特点也为特斯拉未来的发展方向奠定了基础。
要做到这一点,笔记本上至少需要65,438+0,000个锂电池串联起来,这就不可避免地要经过严格的测试。
但是锂电池很调皮,时不时过热给你炸。工程师经常“光荣受伤”。
时至今日,在斯特劳贝尔后院的地面上,仍然随处可见焚烧的痕迹。
“随着电池能量密度和数量的增加,电池组和热管理系统的问题也在成倍增加。”
如何将电池串联起来,控制好每节电池的温度,防止爆炸起火,成为最重要的关键。
斯特劳贝尔提出的方案是将6831块电池排列成11个模块,每个模块内排列621块电池,这也是最早的Cell-Module-Pack电池组的雏形。另外,在每个电池的中心都插入了密集的冷却管网,用冷却液带走电池的热量,这样单体电池的温差会非常均匀。
这样电池的寿命和安全性都有了很大的提高,调皮的锂电池也可以放心装了!
虽然看起来这种方式早就被大部分新能源汽车采用了,但在那个时候,铅酸蓄电池/镍氢电池与风冷的结合被广泛使用,锂电池与液冷已经是非常创新的设计,领先世界10年。
但是,冷却液和管道就像小胖子身上的肥肉一样拖累了体重。胖胖的Roadster续航只有272km,但是没有好的解决办法。
“这是一个没有重大解决方案的棘手问题,只能直面。从10-15完善细节,才能带来系统的进步。只是?做什么?它。”
所以,从车辆的空气动力学性能,轮胎滚动阻力,刹车卡钳到内饰材料...续航一点一点释放出来,394公里基本达到了当初设定的目标。
另一个难点是极限加速和操控性能。
T-Zero原型车可以在极轻的重量下实现4.9秒的加速时间。但小胖跑车不能违背物理定律——车身越重,加速越慢。
从AC?Propulsion为使用的技术支付了大量的专利费,未能发挥应有的作用。
后来,特斯拉前首席电池科学家库尔特·凯尔蒂(Kurt?Kelty)在采访中回忆起这段往事,说道:“斯特劳贝尔总能化腐朽为神奇。当困难摆在面前时,他能停下来重新思考,带领大家找到正确的方向,而不是在问题中越陷越深。”
既然现有条件达不到,那就自己学习,自己建设。
最终,斯特劳贝尔带领团队,重新设计了几乎每一个动力总成部件。再加上碳纤维车身、铝合金面板、单速变速箱、全新电控系统的加持,Roadster的0-96km/h加速时间仅为3.7秒,与法拉利F430、兰博基尼盖拉多相当。
高性能+长续航,Roadster做到了。
易到用车CEO周航送给自己一辆特斯拉Roadster作为40岁生日礼物。
用他的话说,特斯拉通过创新,把人们刻板印象中的电动汽车做到了极致。
总之,降维来袭。
后来稻草贝尔主导了模型的研发和设计?s、型号?x直到最近火的车型?3.刚送来的模特?y,都是通过极致的创新,带给人们来自一辆电动车的极致体验。
正是斯特劳贝尔奠定了特斯拉高性能和长续航的基础,为特斯拉注入了创新的灵魂。
如果没有斯特劳贝尔,特斯拉很可能会像日产聆风和宝马i3一样不为人知。
正如埃隆·马斯克认为的:
“我们应该感谢2003年的海鲜大餐。没有斯特劳贝尔,就没有今天的特斯拉。”
04.?归来仍是少年
斯特劳贝尔作为功勋老兵,在特斯拉默默贡献了15年。
斯特劳贝尔的线下过充不仅在当时带来了更好的体验,而且在今天用250kW V3过充也能告诉人们充电很快。
特斯拉的Gigafactory超级电池工厂至少降低了1/3的电池组成本,更有甚者,在斯特劳贝尔的一手之下,从破土动工到生产线完工,成为全球最大的电池工厂。目前35GWh的年产能可以为特斯拉的车型提供稳定的电池供应。
在普通人看来,作为特斯拉的首席技术官,他有着非常光明的未来。作为一名创始人,他持有数亿美元的股票,拥有光鲜的简历,是一名合适的人生赢家。
然而,斯特劳贝尔在做了一个首席技术官该做的一切后,还是在2019选择了离开。
当天特斯拉股价暴跌超过14%,蒸发市值超过400亿。可见留在特斯拉16的斯特劳贝尔对特斯拉有多重要。
斯特劳贝尔为什么离开?
十年前,在特斯拉Model?在S量产之前,有人问斯特劳贝尔特斯拉的核心是什么?
他的回答简单而干脆:电池。
纯电动汽车受到质疑的原因之一是电池“不环保”:制造高密度锂电池所需的镍、钴、锰等原材料从开采到制备都可能污染环境,而废弃电池无论是掩埋还是非正规回收,也会对环境造成二次污染。
随着电动汽车在全球的市场份额不断扩大,制造动力电池的关键原材料价格像过山车一样上涨。镍在短短三年内涨了20%,钴涨了15%,逼得马斯克不得不亲自退场大喊:“请开采更多的镍。如果能够以环保的方式开采,特斯拉愿意提供长期的巨额购买合同。”
解决这两个问题的最好办法就是斯特劳贝尔离开的原因——电池回收业务。
离开特斯拉后的新起点是他的电池回收公司Redwood?材料.
根据斯特劳贝尔的计算,目前动力电池50%-75%的成本在于原材料,废旧锂电池的供应也在爆炸式增长。不仅报废的电动车可以提供回收来源,那些10%的残次品从电池厂装不出来也可以。这是一个巨大的蓝海市场。
与其筛选出性能更好的电池重新组装二次利用,不如以环保的方式拆解回收电池,做成全新的电池。
他的想法也很疯狂:在老东家Gigafactory旁边建一个反向超级工厂。
特斯拉送原料去工厂做电池,红杉送废旧电池去工厂做原料!
回收过程几乎没有损耗,完全环保。
斯特劳贝尔的设想是,未来动力电池的回收率可以达到100%,通过电池回收,电池价格可以在10年内降低50%。
这样电动车零排放,电池无污染,电池成本更低,开采量更少,形成一个完美的闭环。闭环的目的类似于特斯拉的愿景——
通过解决能源的可持续利用问题,加速世界向可持续能源的转变。
好消息是,斯特劳贝尔赢得了包括松下在内的许多合作伙伴的认可。
去年年底,松下开始将废电池从内华达电池厂运到红杉进行电池回收。数量也从最初的181公斤快速增长到两吨,并且还在快速增长。电瓶车和手机的电池业务也在开展。
或许在不久的将来,我们就能看到斯特劳贝尔和马斯克再次携手的时刻。
不过,这一次斯特劳贝尔提供的不再是有限的电池技术,而是源源不断的电池原材料。
写?你在线吗?大多数?在...之后
其实在写这篇文章的时候,电动车公社内部就有过激烈的讨论。
到底什么是环保?
严格来说,任何产品的生产都会产生碳排放,汽车也不例外。
如果追求绝对的环保,那么人类就应该停止一切工业生产活动,回归原始生活。
车企也不造车。不如在草原上骑马射箭。马车是最环保的,马粪还是可以用的。
但那种极左不是我们想要的环保。
真正的环保是像斯特劳贝尔一样,亲自去解决问题,尽可能地为环保做贡献,而不是一句空洞的口号。
如果汽油车会造成全球变暖,那就造电动车吧。
如果人们对电动车有成见,那就用产品打动他们。
如果电动车的电池不环保,回收利用使其环保。
用电池技术改变世界。
他做到了。
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