El alma número 2 de Tesla, cambió esta era con las baterías
Hola a todos, soy el presidente de la Comuna del Vehículo Eléctrico.
Recientemente, Tesla lanzó silenciosamente un nuevo negocio en China, el reciclaje de baterías.
(Comparando los sitios web oficiales de Tesla en China y Estados Unidos, no existe ninguna opción de reciclaje de baterías en el sitio web oficial de EE. UU.)
Según funcionarios de Tesla, las baterías de iones de litio desechadas ¡No se depositará en vertederos! ¡En cambio, logramos el 100% de reciclaje mediante el desmantelamiento y la extracción! Además de ahorrar recursos, también es respetuoso con el medio ambiente.
Sin embargo, el reciclaje de baterías no es nada nuevo para las empresas de vehículos de nuevas energías de mi país. Las "Medidas provisionales para la gestión del reciclaje y la utilización de baterías de vehículos de nuevas energías" emitidas a principios de 2018 aclararon que las empresas de automóviles deben asumir la responsabilidad principal del reciclaje de baterías.
Según datos del Instituto de Investigación Automotriz de China, este año se retirarán un total de 200.000 toneladas de baterías eléctricas y el tamaño del mercado ha alcanzado los 10.000 millones. Para 2025, esta cifra alcanzará más de 30 mil millones. Para las empresas de automóviles, ya sea que reciclen las baterías ellas mismas o cooperen con fabricantes de baterías o empresas de terceros, supone una enorme cantidad de ingresos.
El usuario de Zhihu @我是大也 también dio la noticia de que los fabricantes formales de reciclaje de baterías difícilmente pueden reciclar baterías viejas y que solo el mercado secundario puede digerirlas, lo que demuestra aún más las perspectivas de desarrollo de la industria del reciclaje de baterías. .
No es de extrañar que Tesla se haya sumado a las filas del reciclaje de baterías en este momento.
Pero lo que es menos conocido es que Tesla ya había formulado un plan completo de reciclaje de baterías cuando construyó su primera superfábrica hace 7 años. Ahora es sólo cuestión de ir paso a paso e implementar el plan anterior.
¡La persona que lideró este plan no fue Musk, sino el hombre que estuvo detrás de Musk y lo apoyó silenciosamente durante 15 años! En su opinión, ama las baterías más que cualquier otra cosa.
Es el ex director de tecnología de Tesla, Jeffrey Brian Straubel.
01. Usar la tecnología para cambiar el mundo
Straubel es un típico fanático de la tecnología.
Su bisabuelo fundó Straubel Machinery Company hace 130 años y fabricó los primeros motores marinos de combustión interna para Estados Unidos. El espíritu innovador y práctico heredado de la familia ha influido profundamente en Straubel.
Mientras algunos de nosotros todavía estábamos obsesionados con los videojuegos, ¡Straubel, de 14 años, ya había comenzado a construir su primer coche eléctrico!
Encontró un carrito de golf en buenas condiciones en un desguace cerca de su casa y decidió repararlo con sus propias manos.
Si no sabes qué es un carrito de golf, puedes consultar los coches patrulla eléctricos que se pueden ver por todas partes en China:
Este fácil de conducir, respetuoso con el medio ambiente El coche de movilidad amigable propaga las semillas de nueva energía, profundamente plantadas en el corazón de Straubel.
El futuro pertenece a las energías limpias.
Al cabo de dos años, Straubel, que no podía controlar sus sentimientos internos, volvió a extender sus garras en dos bicicletas de montaña. En cierto sentido, se trata de un sistema híbrido de fuerza humana + motor eléctrico, algo similar al Toyota Prius que nació al mismo tiempo (error).
La bicicleta asistida que desarrolló funciona con dos baterías de plomo-ácido de 17,2 Ah y, cuando se pedalea con fuerza humana, tiene una autonomía completa de hasta 48 km y una velocidad máxima de 51 km/h. Su rendimiento es mejor que el que corremos en la carretera. ¡El pequeño eDonkey es aún más fuerte! Eso fue en la década de 1990.
Con su amor por las nuevas energías, Straubel ingresó naturalmente a la Universidad de Stanford para estudiar una licenciatura y una maestría en ingeniería energética.
Mientras estudiaba, este fanático de la tecnología también hizo algo impactante.
En 2000, compró un Porsche 944 de segunda mano, de 15 años, por 1.600 dólares y lo transformó de petróleo a electricidad, preparándose para participar en los cuartos de final organizados por la Asociación Estadounidense de Carreras de Vehículos Eléctricos. Carrera de resistencia de una milla.
Después de realizar finalmente los cambios, Straubel se encontró con un problema: aunque este Porsche eléctrico aceleraba muy rápido y podía alcanzar los 100 km/h en unos 9 segundos, su autonomía era de sólo 20 millas (32 kilómetros). No hay forma de conducir desde California a Oregón, que está a 1.300 kilómetros de distancia.
Según el pensamiento de la gente común, definitivamente es llamar a un servicio de grúa o simplemente alquilar una grúa y juntar a la persona y el automóvil, lo que ahorra problemas y preocupaciones.
Pero Straubel no estaba de acuerdo: si construyes un coche tú mismo, ¡debes conducirlo tú mismo!
Así que gastó otros 500 dólares para comprar un Volkswagen Beetle de primera generación igualmente antiguo (montaje trasero y tracción trasera) y lo cortó por la mitad, utilizando el motor y las ruedas motrices de la mitad trasera como La fuente de energía está instalada en la parte trasera del Porsche eléctrico. ¡El Porsche es responsable de la dirección y simplemente conduce hacia el destino!
Se puede ver lo importante que es aprender bien matemáticas, física y química: realmente puedes viajar por todo el mundo.
El duro trabajo dio sus frutos. Este Porsche eléctrico finalmente terminó la carrera en 17,28 segundos con una velocidad de cola de 127 km/h, batiendo el récord mundial y convirtiéndose en el coche eléctrico puro con mayor aceleración del mundo en ese momento. !
Ese mismo año, Straubel también se graduó con éxito en un máster en ingeniería energética.
Después de graduarse, Straubel todavía está explorando la dirección adecuada para la nueva energía.
El primer trabajo que consiguió en 2001 fue como ingeniero de propulsión en Rosen Motors (un concesionario de automóviles y empresa de repuestos norteamericano), responsable principalmente de la investigación y el desarrollo de sistemas de transmisión de vehículos híbridos.
Este trabajo también hizo que Straubel creyera más firmemente que la tendencia futura debe ser la nueva energía.
Poco después, se cambió a Pentadyne Power Company y comenzó a liderar el diseño y la fabricación de sistemas de almacenamiento de energía de volante. Allí, Straubel desarrolló con éxito un inversor de potencia de 150 kW y un sistema de control de motor-generador, y después de realizar investigaciones sobre varios dispositivos de almacenamiento de energía, hizo un descubrimiento sorprendente:
Con el potencial de desarrollo de la tecnología de baterías de litio en ese momento , ¡era completamente posible utilizar métodos de viaje más respetuosos con el medio ambiente para reducir en gran medida la dependencia de las personas de la energía fósil!
¡Pero a nadie se le ocurre una idea tan buena!
Con el sueño de utilizar la tecnología de baterías para cambiar el mundo, Straubel se asoció con el famoso ingeniero Harold Rosen para establecer Volacom Aerospace Company y se desempeñó como director de tecnología, comenzando su intento de desarrollar aviones eléctricos.
“En un futuro previsible, el vuelo eléctrico se convertirá sin duda en un campo muy interesante y atractivo”.
Gracias a la sólida base establecida en mi primer trabajo Basado en lo básico, Straubel rápidamente inventó un nuevo tipo de sistema de propulsión híbrido de ultra largo alcance. Después de solicitar una patente, le dio la licencia a Boeing e hizo su primera olla de oro.
Con este dinero, Straubel quiere utilizarlo para construir un coche totalmente eléctrico que pueda viajar por todo Estados Unidos.
Fue durante este período que Straubel conoció al gran talento de su vida, Elon Musk.
02.? Acelerar la transición del mundo hacia la energía sostenible
No hay nada que una olla caliente no pueda resolver. Si es así, entonces dos. ——Ley de la olla caliente
Straubel también lo cree así. En la reunión, hizo todo lo posible para persuadir al multimillonario Musk, que acababa de vender Paypal para cobrar, de invertir y participar en el plan de aviones eléctricos de Volacom.
Sin embargo, desde que la olla caliente fue reemplazada por mariscos, la ley realmente falló: hasta el final de la comida, Musk no quiso pagar ni un centavo. Al ver que los dos estaban a punto de romper.
Desesperado, Straubel hizo dos preguntas:
Si conectas diez mil baterías de iones de litio en serie, ¿sabes qué pasará?
Si dijera que quiero utilizar este tipo de batería para construir un coche eléctrico que pueda recorrer miles de kilómetros y cruzar interestatales, ¿votarías a favor?
Esta idea se le ocurrió inmediatamente a Musk, que quería construir un coche deportivo eléctrico: Claro,?te?daré?algo?de?dinero.
Aunque parece tacaño, Musk sólo Le dio 10.000 dólares, que sólo alcanzaban para cubrir el coste de una batería, pero los dos ya habían formado un vínculo indisoluble.
Pero en aquel momento no era sólo Straubel quien pensaba así, sino que otra empresa incluso se había subido a hombros de gigantes y había construido un coche deportivo eléctrico similar.
Ya en 1997, Al?Cocconi, el diseñador jefe de GM EV1, dirigió a todo el equipo para establecer AC?Propulsion por su cuenta, utilizando la base del EV1 para crear un prototipo de automóvil deportivo biplaza. T-cero.
Aunque este coche es sólo un prototipo sin aire acondicionado, sin puertas y el techo sólo se puede quitar manualmente para entrar en el coche, el T-Zero propulsado por baterías de plomo-ácido tiene una autonomía de conducción de Hasta 160 kilómetros, el tiempo de aceleración de 0 a 96 km/h es de sólo 4,9 segundos.
Incluso Musk se deshizo en elogios después de la prueba de manejo, pensando que así es como debería ser un auto deportivo eléctrico.
Sin embargo, la duración de la batería de este coche es su mayor defecto.
En las intensas condiciones de conducción habituales en los coches deportivos, la autonomía reducida a decenas de kilómetros simplemente no es suficiente y ni siquiera puede cubrir el viaje de ida y vuelta desde casa a la pista. El altísimo precio de 220.000 dólares es aún más prohibitivo para muchas personas.
Un ingeniero de Silicon Valley llamado Martin Eberhard vio el potencial de T-Zero y sugirió que AC Propulsion lo reemplazara con una batería de litio de mayor duración y estaba dispuesto a hacerlo. Proporcionar una inversión ángel de 150.000 dólares.
Pero en esta coyuntura crítica, AC Propulsion se quedó corta:
Su director general, Al Cocconi, sólo quiere ser proveedor de sistemas trieléctricos para empresas automovilísticas que incluso están dispuestas a desarrollar. un sistema de colaboración vehículo-carretera V2G que no se ha popularizado mucho hasta ahora, ¡pero simplemente no están dispuestos a ser un fabricante de vehículos eléctricos!
Si no fuera por la terquedad del fundador, probablemente no existiría el Tesla Roadster, y no existiría el Tesla actual.
También conoces la historia posterior: Musk trajo a Straubel para unirse al grupo, y los anteriores ingenieros de Silicon Valley, Martin Eberhard, Mark Tarpenning (Marc Tarpenning) e Ian Wright (Ian Wright) fundaron conjuntamente la startup de Tesla. equipo, con la esperanza de utilizar paquetes de baterías de litio conectados en serie para convertir el Tesla Roadster del concepto a la realidad, paso a paso para acelerar la transición mundial a la energía sostenible.
Straubel, de 31 años, se desempeñó como director de tecnología y dirigió la investigación y el desarrollo y el diseño de Tesla Roadster.
03.?El alma de la innovación, el fundador de Tesla
Se fijó dos pequeños objetivos inflexibles para el Roadster: 0-96 km en 4 segundos/h de aceleración y 400 kilómetros de rango de crucero.
Estos dos puntos son exactamente lo que T-Zero no logró lograr.
En sus palabras, el Roadster debe subvertir los estereotipos de la gente sobre los vehículos eléctricos con un rendimiento deficiente y una duración de batería extremadamente corta.
Las características de alto rendimiento y larga duración de la batería también determinan la dirección de desarrollo futuro de Tesla.
Para lograrlo, es necesario conectar en serie al menos casi 10.000 baterías de litio de portátiles, lo que inevitablemente requiere pruebas rigurosas.
Pero las baterías de litio son muy traviesas. De vez en cuando se sobrecalientan y explotan para que puedas verlo. Los ingenieros suelen quedar "gloriosamente heridos".
A día de hoy, todavía se pueden ver marcas de quemaduras en el suelo del patio trasero de Straubel.
“A medida que aumentan la densidad de energía y la cantidad de celdas de batería, los problemas de los paquetes de baterías y los sistemas de gestión térmica también aumentan exponencialmente”.
Cómo conectar baterías en serie y controlarlas bien La temperatura de cada batería y la prevención de explosiones e incendios se han convertido en las claves más importantes.
El plan propuesto por Straubel es organizar 6831 baterías en 11 módulos, con 621 baterías dispuestas en cada módulo. Este es también el primer prototipo de paquete de baterías Cell-Module-Pack. Además, se inserta una densa red de tubos de refrigeración en el centro de cada batería para utilizar refrigerante para quitar el calor de la batería, y la diferencia de temperatura entre las baterías individuales será muy uniforme.
De esta manera, la vida útil y la seguridad de la batería mejoran enormemente, ¡y la traviesa batería de litio se puede instalar de forma segura en el automóvil!
Aunque ahora parece que este método ha sido adoptado durante mucho tiempo por la mayoría de los vehículos de nueva energía, en el momento en que se usaban comúnmente baterías de plomo-ácido/níquel-hidruro metálico + combinaciones de refrigeración por aire, las baterías de litio + líquido La refrigeración ya era extremadamente popular. Diseño innovador, liderando el mundo durante 10 años.
Sin embargo, el refrigerante y las tuberías arrastran el peso hacia abajo como la grasa de un hombre gordo. El Roadster gordo solo tiene una autonomía de 272 km, pero no hay una buena manera de solucionarlo.
“Este es un problema perverso que no tiene otra solución principal que enfrentarlo de frente.
Mejorar los detalles del 10 al 15 puede generar un progreso sistemático. Simplemente hazlo."
Entonces, desde el rendimiento aerodinámico del vehículo, la resistencia a la rodadura de los neumáticos, las pinzas de freno hasta los materiales interiores... la duración de la batería del Roadster ha ido mejorando poco a poco. Después de su lanzamiento
Otra dificultad es la extrema aceleración y el manejo del prototipo T-Zero. El peso ligero alcanza un tiempo de aceleración de 4,9 segundos. no puede violar las leyes de la física: cuanto más pesado es el cuerpo, más lenta es la aceleración.
¿La propulsión fue utilizada por una gran cantidad de patentes? La tecnología no cumplió su función.
Más tarde, el ex científico jefe de baterías de Tesla, Kurt Kelty, recordó este evento pasado en una entrevista y dijo: "Straubel siempre convertía algo malo en algo mágico. Cuando se le presentan dificultades, puede detenerse, repensar y llevar a todos a encontrar la dirección correcta en lugar de profundizar cada vez más en el problema. ”
Dado que no se pueden cumplir las condiciones existentes, aprenderemos y construiremos las nuestras.
Al final, Straubel lideró el equipo y rediseñó casi todos los sistemas de propulsión. Con la carrocería de fibra de carbono, las cubiertas de aleación de aluminio, la caja de cambios de una sola velocidad y el nuevo sistema de control electrónico, el tiempo de aceleración de 0 a 96 km/h del Roadster es de sólo 3,7 segundos, empatando con el Ferrari F430 y el Lamborghini Gallardo y otros superdeportivos de primer nivel.
Alto rendimiento + batería de larga duración, el Roadster lo hace
Zhou Hang, director ejecutivo de Yidao Yongche, se lo regaló a sí mismo por su 40 cumpleaños. Es un Tesla Roadster. En sus palabras, Tesla ha llevado los coches eléctricos estereotipados de la gente al extremo a través de la innovación.
En pocas palabras, el ataque de reducción de dimensionalidad
Más tarde, ¿el modelo ofrece a las personas la mejor experiencia? de un vehículo eléctrico.
Es Straubel quien ha establecido las características de alto rendimiento y larga duración de la batería de Tesla e inyectado el alma de la innovación en Tesla
Sin Straubel, el Tesla actual es. probablemente sea el mismo que el Nissan Leaf y el BMW i3
Como cree Elon Horse:
“Deberíamos estar agradecidos por esa comida de marisco en 2003. Sin Straubel, Tesla no sería lo que es hoy. ”
04.? Todavía un adolescente después de regresar
Como un veterano meritorio, Straubel ha dedicado silenciosamente 15 años a Tesla.
La insistencia de Straubel Bell en la sobrecarga La ruta no solo brindó una mejor experiencia en ese momento, sino que también hoy, diez años después, utiliza la sobrecarga V3 de 250 kW para decirle a la gente que la carga también puede ser rápida.
La súper fábrica de baterías Gigafactory de Tesla ha reducido el costo. de paquetes de baterías en al menos 1/3 Bajo el control exclusivo de Straubel, se ha convertido en la fábrica de baterías más grande del mundo desde el inicio de la construcción hasta la finalización de la línea de producción. Actualmente, la capacidad de producción anual puede proporcionar un suministro estable de. baterías para los modelos de Tesla.
A los ojos de la gente común, como director de tecnología de Tesla, tiene un futuro muy brillante con cientos de millones de dólares en acciones y un currículum glorioso, Straubel es un ganador seguro. en la vida.
Pero después de hacer todo lo que un director de tecnología debe hacer, Straubel eligió en 2019.
Ese día, el precio de las acciones de Tesla se desplomó más de un 14% y su mercado. El valor se evaporó en más de 40 mil millones. Esto demuestra que Straubel, que ha estado en Tesla durante 16 años, no tiene en cuenta a Tesla.
¿Por qué se fue Straubel? p>Hace diez años, cuando el Tesla Model S aún no estaba en producción en masa, alguien le preguntó a Straubel cuál es el núcleo de Tesla.
Su respuesta es simple y directa: las baterías.
Uno de los motivos por los que se ha cuestionado a los vehículos eléctricos puros es que las baterías no son respetuosas con el medio ambiente: las materias primas como el níquel, el cobalto y el manganeso necesarias para fabricar baterías de litio de alta densidad son contaminantes procedentes de la minería. Los riesgos ambientales y las baterías desechadas, ya sean depositadas en vertederos o recicladas informalmente, también causarán contaminación secundaria al medio ambiente.
A medida que la cuota de mercado de los vehículos eléctricos continúa expandiéndose a nivel mundial, los precios de las materias primas clave para la fabricación de baterías eléctricas están subiendo como una montaña rusa. El níquel ha aumentado un 20% en sólo tres años y el cobalto ha aumentado un 15%, lo que obligó a Musk a gritar personalmente desde el aire: "Por favor, extraiga más níquel. Si se puede extraer de forma respetuosa con el medio ambiente, Tesla está dispuesta a proporcionarlo". contratos de compra enormes y a largo plazo”.
La mejor manera de resolver estos dos problemas es la razón por la que Straubel se fue: el negocio de reciclaje de baterías.
El nuevo punto de partida tras dejar Tesla es su empresa de reciclaje de baterías, Redwood Materials.
Según los cálculos de Straubel, entre el 50% y el 75% del coste actual de las baterías eléctricas se debe a las materias primas, y la oferta de baterías de litio usadas también está creciendo de forma explosiva. No sólo los vehículos eléctricos desguazados pueden proporcionar fuentes de reciclaje, sino también el 10% de productos defectuosos que salen de la línea de montaje de las fábricas de baterías y no se pueden instalar. Este es un enorme mercado del océano azul.
En lugar de seleccionar celdas con mejor rendimiento de baterías en descomposición para volver a ensamblarlas y reutilizarlas, es mejor desmontarlas y reciclarlas de forma respetuosa con el medio ambiente para fabricar baterías nuevas.
Su idea también es descabellada: construir una superfábrica al revés junto a la Gigafábrica de su antiguo empleador.
¡Tesla envía materias primas a la fábrica para fabricar baterías, y Redwood envía baterías usadas a la fábrica para fabricar materias primas!
El proceso de reciclaje casi no tiene pérdidas y es completamente respetuoso con el medio ambiente.
La visión de Straubel es que la tasa de reciclaje de las baterías eléctricas pueda alcanzar el 100 % en el futuro, y que los precios de las baterías se puedan reducir en otro 50 % dentro de 10 años mediante el reciclaje de baterías.
De esta manera, los vehículos eléctricos tienen cero emisiones, las baterías no contaminan, los costos de las baterías son menores y el volumen de minería es menor, formando un circuito cerrado perfecto. El objetivo del circuito cerrado es similar a la visión de Tesla: acelerar la transición del mundo hacia la energía sostenible resolviendo el problema del uso sostenible de la energía.
La buena noticia es que Straubel se ha ganado el reconocimiento de muchos socios, incluido Panasonic.
A finales del año pasado, Panasonic comenzó a transportar baterías usadas desde la fábrica de baterías de Nevada a Redwood para su reciclaje. La cantidad también ha aumentado rápidamente de los 181 kilogramos iniciales a dos toneladas, y sigue creciendo rápidamente. También se está desarrollando el negocio de baterías para vehículos eléctricos y teléfonos móviles.
Quizás en un futuro próximo veamos el momento en el que Straubel y Musk vuelvan a unir fuerzas.
Sin embargo, esta vez Straubel ya no proporciona una tecnología de baterías limitada, sino un flujo constante de materias primas para baterías.
Escritura al final
De hecho, al escribir este artículo, hubo una acalorada discusión dentro de la Comuna del Vehículo Eléctrico.
¿Qué es exactamente la protección del medio ambiente?
Estrictamente hablando, la producción de cualquier producto producirá emisiones de carbono, y los automóviles no son una excepción.
Si perseguimos una protección ambiental absoluta, entonces los seres humanos deberían detener todas las actividades de producción industrial y regresar a la vida de los pueblos primitivos.
Las empresas de automóviles han dejado de fabricar automóviles. ¿Por qué no ir a los pastizales a montar a caballo y disparar flechas? Los carruajes tirados por caballos son los más ecológicos y se puede recoger y utilizar estiércol de caballo.
Pero ese tipo de ultraizquierdismo no es la protección ambiental que queremos.
La verdadera protección del medio ambiente es, como Straubel, salir a resolver los problemas personalmente y hacer todo lo posible para contribuir a la protección del medio ambiente, en lugar de simplemente gritar un eslogan vacío.
Si los coches de gasolina provocan el calentamiento global, entonces construyan coches eléctricos.
Si la gente tiene un estereotipo sobre los vehículos eléctricos, utiliza un producto para impresionarlos.
Si la batería de un vehículo eléctrico no es lo suficientemente respetuosa con el medio ambiente, entonces utilice el reciclaje para hacer que la batería sea respetuosa con el medio ambiente.
Usa la tecnología de baterías para cambiar el mundo.
Lo hizo.
Este artículo proviene del autor de Autohome Chejiahao y no representa los puntos de vista ni las posiciones de Autohome.