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神话还是吹牛,解读特斯拉新一代Roadster

8个月前 (11-23)200CarTek

传说中的Model R没有,有的依然是Roadster。但从数据上看,它已经足够惊艳。这次,特斯拉一口气发布两款新车,为股东们注入了一剂兴奋剂。

只要冷静思考一下,我们就不难跳出颠覆汽车工业、再次刷新纪录这些带有洗脑色彩的观点。特斯拉选择在这个时间开这么一场发布会,主要有三个原因:

第一,特斯拉的新一代Roadster和Semi Truck酝酿已久,是时候在2017年结束之前把这个事说清楚,让华尔街的分析师们保持期待;

第二,特斯拉在本月初刚公布Q3财报,净亏损6.71亿美元,同时还裁员700人,Mdoel 3交付量少得可怜,是时候制造个大新闻把大家视线转移一下;

第三,推出Roadster,收收订金:20万基础售价,5万美元订金,前1000个Founder版本全款交25万才给订,这就2.5亿美元到手了,Q4财报会看一些。

但这个发布会也说明,特斯拉正处于盲目的产品线拓张阶段。而催促它拓张的,不是市场,而是股东、分析师和潜在用户的期待。

特斯拉新一代Roadster以神话般的姿态问世:0-96km/h只需1.9秒,10000N·m的扭矩,200kWh的电池组容量,620miles(约合1000km)的续航里程。而取得这样成绩的,按照马斯克所说,“仅仅是一台原型车”。

很多人惊叹于这个1000km的续航,认为是电动车的一次革命性突破。但要注意一点,这个续航指的是高速巡航的续航,而不是综合续航。要明确工况,谈续航多少才有意义。

新一代Roadster有三台电机,前桥一台,后桥两台,可以实现矢量扭矩分配。作为一台四驱车,且整备质量在1300kg左右(参照上一代的水平),在拥有200kWh电池组的前提下,以高速速度跑1000km,并不是什么神话。

因为高速巡航就像是发动机在最高挡位一样,是比较省油的。对于Roadster来说,在高速巡航状态,它可以切换到前驱模式。而特斯拉的前桥电机,被设计为可以弥补后桥大功率电机在高转速下的扭矩不足的特性,同时前桥电机的传动比更小,更省电。

所以关键点不在于1000km的续航(这是没问题的),而在于特斯拉如何把一个200kWh的电池组塞Roadster中。此前,我曾做过一个计算,电动车要想跟汽油车在续航能力上持平,需要配备一个220kWh的电池组才可以。

特斯拉今天发布的Roadster,据其所称拥有200kWh,已经跟我的预测非常接近。只要这个200kWh的电池组是真的,那么对于一台对标911的电动小跑车来说,1000km的高速续航不是问题。

怎么理解高速续航呢?我们暂且认为马斯克指的是Roadster以120km/h的速度巡航的结果。因为如果以更低的速度,那么这不叫高速续航。特斯拉Model S以40km/h的速度可以开将近800km。

所以,新一代Roadster能以120km/h的速度连续开1000km,这确实是个突破。我更好奇的是,这个200kWh的电池组是怎么来的?

按照此前掌握的资料,特斯拉在试图往电芯的石墨阳极中加入硅元素,从而提升阳极对于锂离子的储备能力。这是实现更高能量密度的最直接办法。但缺陷是,石墨阳极加入硅元素后,硅元素在吸收、释放锂离子的过程中,其体积变化很大,会使得阳极趋于崩裂。

如果特斯拉要在2020年发布200kWh的Roadster,说明它已经有办法解决阳极的稳定性问题。但在发布会上,马斯克没有提及任何关于200kWh的细节。

所以这场发布会的核心,或者说疑点,就是在于这个200kWh电池组上。它不是放在了Model X中,而是一台紧凑型的跑车上。况且这样的跑车十分注重轻量化设计,它的整备质量一定不会超过1500kg。参考上一代,新Roadster很大几率只能更轻,不能更重,所以可能维持在1300kg左右,最高也就是1500kg。

此前特斯拉CTO JB Straubel表示,Model 3的电池组能量密度(2170电池)已经比Model S提升了30%。这意味着,同样的重量,Model 3的电池能多“装”30%的电量。

其实,电池组能量密度的提升,对于特斯拉来说或许没有想象中的那么有挑战性。特斯拉的第一代Powerpack重1720kg,容量95kWh,能量密度是55Wh/kg;而到了第二代Powerpack,重量是1622kg,容量已经提升到了210kWh,能量密度是130Wh/kg,提升了136%。

这个过程可以说是非常迅速的。随着Gigafactory产能的扩大,即便是电芯本身的能量密度没有实质提升,但通过对于电池组pack的轻量化设计,也可以实现明显的能量密度的提升。

我认为,特斯拉Roadster的这个200kWh,可能仅适用于Roadster这台车本身。因为这台车体型小,性能极致,价格卖得高,自然成本可以尽情往上加。比如,车身和底盘大面积碳纤维材质,而电池组的pack也可以使用碳纤维材料来做轻量化。这样一来,实现较高的能量密度不是难事。

由于使用了2170电池,同样的电量,电芯数量减少了,因为非储能结构的重量也减少了。相当于电芯的储能利用率提升了。

要知道,一个18650电芯的重量是45g左右,85kWh电池组的7104节电芯,加起来的重量就是320kg左右。而特斯拉一个原装的85kWh电池组的重量是540kg!这意味冷却系统、电池包的包装、整个电池组的外壳,加起来就有220kg!

如果说特斯拉后续的90kWh、100kWh在能量密度上有所提升的话,那么对于冷却系统和包装的设计改良将起到很大作用。

我猜测,Roadster的这个200kWh电池组,它用的肯定是经过强化的2170电芯,同时不计成本地给电池组的整体pack做了轻量化设计。

换句话说,特斯拉可能没有彻底解决石墨阳极中加入硅元素后的涨裂问题,但却因为Gigafactory的建立,而极大优化了pack水准。

如果Powerpack 2已经实现了130Wh/kg的能量密度,那么车规级的电池产品要实现这个,只是个时间问题。所以200kWh的动力电池组不是遥不可及。

对于Roadster来说,由于售价高达20万美元,比一台100kWh的Model S贵一倍还多,所以它有资格去对电池组做极致的轻量化追求。200kWh,并不是神话。问题是,把这个200kWh移植到Model S或Model X上来,才是难点。

最后,我想说的是,特斯拉Roadster的账面数据虽然让人疯狂,但我们要保持理性和清醒。所谓的1.9秒,其实之前的一台改装版Model S在狂暴模式下就已经实现了2.1秒的水平,Roadster作为一台小车,实现1.9秒不足为奇。

再至于所谓的10000N·m的扭矩,这倒是直接秒杀汽油车。布加迪赤龙的W16引擎最高也只有1600N·m而已。

三台电机要实现10000N·m的扭矩输出,放电电流必须很大。特斯拉目前的Ludicrous Mode(狂暴模式)可以把放电电流从1300amp提升到1500amp,从而进一步提升加速水平。而要实现Roadster的这个水平,对于电池组IGBT模块的考验非常大。

据我说知,特斯拉IGBT模块的供应商是International Rectifier (被英飞凌收购了),此前的TO-247系列产品就已经让特斯拉的电池实现了1500amp的放电,而这个技术其实在上个世纪90年代就有了。

至于新一代Roadster上用的是什么型号的IGBT产品,我们不得而知。而且,Roadster的变频器使用的可能根本不是IGBT,而是GaN(氮化镓)半导体,它在性能上比传统IGBT元件更加强大。感兴趣的读者可以去研究一下。

其实,我并不是故意来给特斯拉唱反调。我反对的是以吃瓜群众姿态去捧场,以洗脑式的态度去宣扬某个产品。对于Roadster,它对于特斯拉来说永远不是重点,重点还是迟迟交付不了的Model 3。

Roadster可以让特斯拉成为一家很酷的公司,但Model 3的顺利交付和普及,能让它成为一家伟大的公司。