特斯拉開放柏林工廠，4680、CTC技術的背後是駭人的工程能力

近日，特斯拉首次向公眾開放了柏林工廠，並提供了9000張活動門票。作為全球最具人氣的電動汽車品牌，特斯拉引爆了德國人的熱情，門票很快被搶購一空，觀眾甚至排隊參觀廠房、試駕Model Y。

柏林工廠是繼上海工廠後，特斯拉第二座海外工廠。馬斯克在開放日現場透露，柏林工廠擁有超過50萬輛的年產能，第一批車型最早會在今年11月下線，但實現批次生產可能需要的時間更長。目前，歐洲的特斯拉車型主要由上海工廠供應，而柏林工廠全面量產後將大大加快歐洲消費者的提車速度，這也宣告著特斯拉將全面殺入汽車的發明地。

巧合的是，在剛剛過去的9月份，特斯拉Model 3在德國的註冊量達到6828臺，超過了BBA所有B級轎車的註冊量。這讓我想到了，中國人發明了火藥，卻敗於洋人的堅船利炮，不知道德國汽車製造商們是否感到同樣的不甘和屈辱。而對特斯拉而言，在全球海運船隻緊張、價格瘋漲的背景下，柏林工廠的進度關乎特斯拉在歐洲的佈局。

特斯拉未來能否全面碾壓大眾BBA是後話了，我們今天要聊的是，特斯拉在柏林工廠開放日展示的新技術——4680電池和CTC。這兩項技術並非新鮮事物，早在去年9月的電池日上，特斯拉就已經發布。一年後的今天，這兩項技術將率先搭載於柏林工廠生產的Model Y上，具體的技術細節也得到進一步公開。

更粗更強的4680電芯

4680電芯是繼1865和2170電芯後，特斯拉使用的第三代電芯，其最大的優勢就是成本更低。特斯拉表示，電芯直徑越大，同樣容量的電池在製造時使用的電池外殼材料越少。不過，單電芯體積和續航增長之間存在一個平衡曲線，而46mm是最有利於提高續航的直徑尺寸。

具體來說，單個4680電芯的體積是2170的5。48倍，但外殼表面積卻不到3倍。換言之，4680電芯以更少的外殼用料實現了5倍的容量提升，此外，輸出功率還提升了6倍，整包續航里程提升16%。不過，這也意味著，4680電芯單位表面積的散熱壓力更大，會大大影響充電速度和迴圈壽命，而特斯拉採用了全極耳電極技術來解決這一問題。

極耳是指電池正極上的凸起，我們生活中常見的7號、5號電池上都可以看到這一設計，1865和2170也是如此。而4680取消了極耳，將整個圓面作為電極。此舉可以提高導電面積，降低電阻，進而減小散熱。根據特斯拉公佈的資料，在無極耳設計的幫助下，4680電芯的充電速度媲美2170電芯。

除了散熱，更大的容量還給電芯一致性帶來很大的挑戰，但特斯拉沒有公佈是如何在製造工藝上解決這一問題的。今年6月，馬斯克在推特宣佈取消Model S Plaid+版本，彼時很多人就懷疑是因為4680電芯難產導致的。再早的4月份，馬斯克表示：“4680電芯量產還需要12-18個月的時間”。按照這個進度，柏林工廠批次生產時間應該在明年年中。

率先量產CTC

無極耳設計還不足解決散熱問題。在整包封裝上，特斯拉柏林工廠將採用CTC（Cell to Classic）技術來生產Model Y，新技術在整包散熱方面有著全新設計。

目前，電動汽車都是採用將電芯或者模組封裝成電池包，然後嵌入到車身內的設計。而CTC技術取消Pack設計，直接將電芯或模組安裝在車身上，以車身結構充當電池包的外殼。馬斯克在現場舉了一個通俗易懂的例子：“將機翼作為油箱，而不是將油箱放在機翼內。”

事實上，寧德時代、比亞迪、零跑也有類似CTC的技術佈局，但顯然，特斯拉Model Y將率先實現該技術的量產。

在CTC的設計中，特斯拉已經取消原有的座艙地板，取代以電池上蓋。從圖片就可以看到，座椅是直接安裝在電池上蓋上的，座椅之家和電池之間設計了幾根方鋼來進行墊高和加強。

上：2170，下：4680

另外，Model Y的所有4680電芯都採用橫向排布，每兩排電芯之間插入一條蜿蜒的液冷散熱片，整體排布不再像2170電池包那樣採用電芯縱向排布，因此取消了縱向的加強結構和模組設計，整體結構進一步簡化，能量密度再次提升。這意味著特斯拉需要設計更結實的底板，但目前曝光的資料沒有顯示底板的樣子，具體的細節我們暫時無從得知。

同時，新電池包在電芯和電池系統的連線方式上改為了接觸面積更大的鋼片，摒棄了2170採用了鋁絲焊，這對散熱和電芯一致性都有好處。

剛才我們說到，特斯拉採用無極耳設計來最佳化4680電芯正常工作時的散熱問題。但在極端的熱失控情況下，5倍容量的4680電芯比2170釋放熱量也是五倍，燃爆風險更高，如何這些熱量儘快排出也是個很大的挑戰，而特斯拉給出的方案是將此前2個洩壓閥增加到8個。

一體鑄造更進一步

目前，Model 3的後車身採用一體式鑄造來生產，這是支撐特斯拉降本增效的重要技術之一。而柏林工廠生產的Model Y將更進一步，後車身也將使用一體式鑄造。新的後車身鑄造件將零部件從70個減少到2個，同時，壓鑄機也替代了300多個工業機器人。

來到整個車身，更進一步的一體鑄造讓Model Y的車身零部件數量減少了370個，總重量降低了10%，續航提升14%，而且還用更高的車身強度和剛度。這還不是終點，馬斯克的終極目標是實現整個車身的一體鑄造，屆時，傳統的焊接車間將在特斯拉工廠徹底消失，改為車身鑄造車間。

說到一體鑄造，眾所周知，除了特斯拉之外，馬斯克還擁有一家火箭公司SPACE X，這為特斯拉創造了得天獨厚的跨領域技術優勢。2016年，特斯拉曾與SpaceX合作成立了材料工程團隊，壓鑄鋁合金正式出自該團隊之手，該材料早前被用在SPACE X火箭燃料箱上，如今用在特斯拉汽車上，可以實現兩家公司的共贏，其他車企很難做到這一點。

“不可逾越的工程能力”

從這些技術，我們不難看出特斯拉在整車技術方面的再次進步，更重要的是，特斯拉技術迭代的節奏和傳統車企完全不同。傳統車企多是以4-7年為一個產品技術的迭代週期，這期間的年款、小改款車型之間只有配置和設計有細微區別，不會有很大的技術變化。但特斯拉完全不同，上個月買到Modle 3車身還是焊接的，下個月就變成了一體鑄造。

這種小步快走的技術迭代不僅有利於特斯拉保持產品的技術先進性，也能加快新技術的量產和試錯，為整個品牌積累技術優勢。