特斯拉二号灵魂人物,用电池改变了这个时代

发布网友 发布时间:2022-04-20 04:10

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热心网友 时间:2023-06-24 07:47

大家好,我是电动车公社的社长。

最近,特斯拉在中国区悄悄上线了一项新的业务,电池回收。

(中美特斯拉官网对比,美国官网上并没有出现电池回收选项)

按照特斯拉官方的说法,报废的锂离子电池不会填埋了事,而是通过拆解和提取,实现100%回收利用!节约资源的同时,还环保。

不过电池回收对我国的新能源车企来说,早就不是什么新鲜事了。2018年初一纸《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,就明确了车企必须承担电池回收的主体责任。

根据中汽研的数据,今年将会有总计20万吨动力电池退役,市场规模已达到100亿。而到了2025年,这一数字将会达到300亿以上。对于车企来说,无论是自己回收电池,还是和电池厂商/第三方公司进行合作,都是一大笔可观的收入。

知乎用户@我是大于也爆料称,正规的电池回收厂商几乎回收不到旧电池,单是二级市场就能消化完毕,更是证明了电池回收行业的发展前景。

特斯拉在这个时候加入电池回收的行列,也就不足为奇了。

但鲜为人知的是,特斯拉早在7年前建成第一座超级工厂的时候,就已经制订了好了完备的电池回收计划。现在只不过是按部就班,把此前的计划落地而已。

主导了这个计划的,竟然不是马斯克,而是站在马斯克背后,默默支持了他整整15年的男人!在他的眼里,爱电池胜过爱一切。

他就是特斯拉的前首席技术官,斯特劳贝尔(Jeffrey Brian Straubel)。

01. 用技术改变世界

斯特劳贝尔是一个典型的技术狂人。

他的曾祖父曾经在130年前创立斯特劳贝尔机械公司,为美国制造了第一批船用内燃机。从家族传承下来的创新和动手精神,深深地影响着斯特劳贝尔。

在我们中的一部分人还痴迷于电子游戏的时候,14岁的斯特劳贝尔,已经开始造他人生中的第一台电动车了!

他从家附近的报废汽车场中,找到了一台成色不错的高尔夫球车,决定凭自己的双手修好它。

不知道高尔夫球车是什么的,可以参考国内随处可见的巡逻电动车:

这台又好开、又环保的代步小车,把新能源的种子,深深地种在了斯特劳贝尔心里。

未来,是属于清洁能源的。

没过两年,按捺不住内心的斯特劳贝尔,又对两辆山地自行车伸出了魔爪。某种意义来说,这是一种人力+电机的混合动力系统,和同时期诞生的丰田普锐斯有几分异曲同工之妙(误)。

他研发的助力自行车,由两块17.2Ah的铅酸电池进行供电,辅以人力踩踏板的时候,综合续航可达48km,极速51km/h,性能比咱们路面上跑的小电驴还强!那可是90年代。

带着对新能源的热爱,斯特劳贝尔顺理成章地进入了斯坦福大学,攻读能源工程学的学士和硕士学位。

在读期间,这位技术狂人还做了一件惊世骇俗的事。

2000年的时候,他用1600美元买了一台15岁车龄的二手保时捷944并对其进行“油改电”,准备参加美国电动汽车赛车协会举办的1/4英里加速赛。

终于改好了之后,斯特劳贝尔却犯了难:虽然这台电动保时捷加速很快,9秒左右就能破百,但续航却仅有20英里(32公里),根本没办法从加州开到远在1300公里之外的俄勒冈州。

按照一般人的思路,肯定是叫个拖车服务或者干脆租个拖车,连人带车一起拉过去,省事省心。

但斯特劳贝尔偏不:自己造的车,必须自己亲自开过去!

于是,他又花了500美元买了一台同样老的初代大众甲壳虫(后置后驱)并把它锯成两半,用后半部分的发动机&驱动轮作为动力源,安装在电动保时捷的后面,保时捷负责转向,就这样硬生生开到了目的地!

可见学好数理化有多重要——真的能走遍天下。

功夫不负有心人,这台电动保时捷最终以17.28秒的成绩完赛,尾速127km/h,打破了世界纪录,一举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,获得了能源工程学硕士学位。

毕业之后的斯特劳贝尔,依然在摸索适合新能源的方向。

他在2001年得到的第一份工作,是在Rosen Motors(北美一家汽车经销商&零部件公司)做推进工程师,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定不移地相信,未来的趋势,一定是新能源。

不久之后,转投Pentadyne电力公司的他,开始主导飞轮储能系统的设计和制造。在那里,斯特劳贝尔成功研制出了150kW功率逆变器和电机-发电机控制系统,并在对各类储能装置进行研究后,有了一个惊人的发现:

以当时锂电池技术的发展潜力,完全能够用更环保的出行方式,大幅度减少人们对于化石能源的依赖!

但这么好的想法,居然没有人去做!

怀揣着用电池技术改变世界的梦想,斯特劳贝尔携手著名工程师哈罗德·罗森,一同成立了Volacom航空航天公司并出任首席技术官,开始了对电动飞机的尝试。

“在可预见的将来,电动飞行一定会成为一个非常有趣,也非常吸引人的领域。”

得益于在第一份工作中打下的坚实基础,斯特劳贝尔很快就发明了一款新型的超长续航混合动力推进系统。在申请专利之后授权给了波音,获得了人生中的第一桶金。

这笔钱,斯特劳贝尔想用它来打造一台能穿越美国的纯电动汽车。

正是在这一时间段,斯特劳贝尔见到了人生中的伯乐,埃隆·马斯克。

02. 加速世界向可持续能源的转变

没有什么事是一顿火锅解决不了的,如果有,那就两顿。——火锅定律

斯特劳贝尔,也是这么想的。在席中,他尽全力劝说刚刚出售Paypal套现的亿万富翁马斯克能够投资,参与Volacom的电动飞机计划。

只不过,由于火锅被换成了海鲜,定律果然失效了——吃到最后,马斯克也没想给一分钱。眼看着,两人就要一拍两散。

情急之下,斯特劳贝尔反问了两个问题:

如果把一万块锂离子电池串联在一起,你知道会发生什么吗?

如果我说,我要用这种电池,造一台能跑上千公里、横跨州际的电动汽车,你投不投?

这个想法立刻击中了想造一台电动跑车的马斯克:Sure, I will give you some money.

虽然看似抠门的马斯克只给了1万美元,只够一块电池包的成本

,但两人已经结下了不解之缘。

但在当时,不只是斯特劳贝尔这样想过,另一家公司甚至已经站在巨人的肩膀上,造出了类似的电动跑车。

早在1997年,通用EV1的首席设计师艾尔·科科尼(Al Cocconi)就带着整个团队,自立门户成立了AC Propulsion,用EV1的底子,制造出了一台双座原型跑车T-Zero。

尽管这台车只是一台没有空调、没有车门、只能通过手动拆卸车顶来进入车内的试制车,但采用铅酸电池供电的T-Zero,续航里程可达160公里,0-96km/h加速时间仅需4.9秒。

连马斯克都在试驾之后赞不绝口,认为这就是他心目中电动跑车该有的样子。

不过,这台车的续航,却是最大的短板。

在跑车常用的激烈驾驶工况下,缩水到几十公里的续航根本不够看,甚至连从家到赛道往返的路程都跑不下来。22万美元的天价,更是让许多人望而却步。

一位名叫马丁·埃伯哈德(Martin Eberhard)的硅谷工程师看到了T-Zero的潜力,建议AC Propulsion换装续航更长的锂电池,并愿意为之提供15万美元天使投资。

但就是在这紧要关头,AC Propulsion却功亏一篑:

其CEO艾尔·科科尼,一心只想做一家为车企提供三电系统的供应商,甚至愿意研发至今都没能大规模普及的V2G车路协同系统,但就是不愿意做一家电动汽车制造商!

如果不是创始人固执己见,很可能就没有特斯拉Roadster,也就没有今天的特斯拉了。

随后的故事你们也知道了:马斯克携斯特劳贝尔带资进组,和此前那位硅谷工程师马丁·埃伯哈德(Martin Eberhard)、马克·塔彭宁(Marc Tarpenning)、伊恩·赖特(Ian Wright)一同成立了特斯拉的初创团队,希望借着串联的锂电池组,把特斯拉Roadster从概念变成现实,一步步加速世界向可持续能源的转变。

时年31岁的斯特劳贝尔则出任首席技术官,主导特斯拉Roadster的研发和设计工作。

03. 创新的灵魂,特斯拉的奠基人

他给Roadster,定下了两个绝不妥协的小目标:4秒内的0-96km/h加速时间,以及400公里续航里程。

这两点,正好是T-Zero没能做到的。

用他的话说,Roadster必须*人们对于电动车性能羸弱、续航极短的刻板印象。

高性能+长续航的特点,也奠定了特斯拉未来的发展方向。

想要实现这一点,至少需要串联将近1万节笔记本上的锂电池,免不了严苛的测试。

但锂电池这种东西非常调皮,时不时就过热炸一下给你看,工程师们经常“光荣负伤”。

至今在斯特劳贝尔家后院的地上,烧灼的痕迹依然随处可见。

“随着电芯能量密度和数量的增加,电池包和热管理系统的问题也在成倍增加。”

如何把电池串联起来,并控制好每一节电池的温度、防止爆炸起火,就成了最重要的关键。

斯特劳贝尔提出的方案,是把6831节电池排列成11个模组,在每个模组中排列进621节电池,这也是最早的Cell-Mole-Pack电池包的雏形。除此之外,还在每一节电池*穿插进一套密密麻麻的冷却管路网,用冷却液从电池中带走热量,单体电池的温差也会非常均匀。

这样一来,电池的寿命和安全性得到大幅度提高,调皮的锂电池能够安全装车了!

虽然现在看来,这种方式早已被大多数新能源车采用,但在普遍使用铅酸/镍氢电池+风冷组合的当时,锂电池+液冷已经是极具创新性的设计,领先了全世界整整10年。

然而,冷却液和管路就像小胖子身上的赘肉一样拖累了体重,胖胖的Roadster续航仅有272km,却没有一个好的办法来解决。

“这就是没有主要解决方案的棘手问题,只能直接面对。从10-15处细节进行改进,就能带来系统性进步。Just do it.”

于是,从车辆的空气动力学性能、轮胎滚阻、制动卡钳再到内饰材料......Roadster 的续航被一点一点释放出来,394公里已经基本达到了最初的设定目标。

另一个难点,是极致的加速和操控性能。

T-Zero试制车能用极轻的体重,达成了4.9秒的加速时间。但小胖子Roadster却没办法违背物理定律——车身越重,加速越慢。

从AC Propulsion支付了大量专利费用使用的技术,没能起到应有的作用。

后来,特斯拉的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,说到:“斯特劳贝尔总是能够化腐朽为神奇。当困难横亘在他面前的时候,他能够停下来重新思考,带领大家找到正确的前进方向,而不是在问题中越陷越深。”

既然现有的条件达不到,那我们就自己学,自己造。

最终,斯特劳贝尔带领团队,几乎重新设计了每一个动力总成的零部件。再加上碳纤维车身、铝合金覆盖件、单速变速箱和全新电控系统的加持,让Roadster的0-96km/h加速时间只要3.7秒,追平了当年的法拉利F430、兰博基尼Gallardo等一票顶级超跑!

高性能+长续航,Roadster做到了。

易到用车的CEO周航,送给自己40岁的生日礼物,就是一台特斯拉Roadster。

用他的话说,特斯拉把人们刻板印象中的电动车,通过创新做到了极致。

一言以蔽之,降维打击。

后来斯特劳贝尔主导研发和设计的Model S、Model X直到最近大火的Model 3、刚刚交付的Model Y,无一不是通过极致的创新,带给人们来自一台电动车的极致体验。

而奠定特斯拉高性能+长续航的特点,给特斯拉注入创新的灵魂的,正是斯特劳贝尔。

如果没有斯特劳贝尔,现在的特斯拉很可能和日产leaf、宝马i3之类的车型一样,泯然众人矣。

正如埃隆·马斯克所认为的那样:

“我们应该感谢2003年的那顿海鲜。没有斯特劳贝尔,就没有特斯拉的今天。”

04. 归来仍是少年

斯特劳贝尔作为功勋老臣,在特斯拉默默奉献了15年。

斯特劳贝尔坚持的超充路线,不仅在当时带来了更加优质的体验,更是在十年后的今天,用250kW的V3超充告诉人们,充电也同样可以很快。

特斯拉的Gigafactory超级电池工厂,把电池组的成本降低了至少1/3,更是在斯特劳贝尔一手操持下从破土动工到产线建成,一举成为全世界最大的电池工厂。目前35GWh的年产能,能够给特斯拉旗下车型提供稳定的电池供应。

在常人看来,身为特斯拉首席技术官的他,有着极为光明的未来。作为创始人,手握上亿美金股票,又有着光鲜的履历,妥妥的人生赢家。

但斯特劳贝尔却在做完一名首席技术官该做的一切之后,在2019年选择了出走。

当天,特斯拉股价应声大跌超过14%,蒸发的市值超过400亿,可见在特斯拉待了16年的斯特劳贝尔,对特斯拉到底有多重要。

斯特劳贝尔为什么要离开?

十年前,在特斯拉Model S还没有量产的时候,有人问斯特劳贝尔什么才是特斯拉的核心。

他的回答简单而干脆:电池。

而纯电动车饱受质疑的原因之一,也是电池的“不环保”:制造高密度锂电池所需的镍、钴、锰等原材料,从开采到制备都存在污染环境的可能,而废弃的电池无论是填埋还是不正规的回收,同样会对环境造成二次污染。

随着电动车的市场份额在全球范围内不断扩大,制造动力电池关键原材料价格如过山车般上涨。镍在短短三年间就上涨了20%,钴则上涨了15%,*着马斯克亲自下场隔空喊话:“请开采更多的镍,如果能够以环保的形式进行开采,特斯拉愿意提供长期的巨额采购合同。”

解决这两个问题最好的方法,就是斯特劳贝尔离开的原因——电池回收业务。

离开特斯拉后新的起点,就是他的电池回收公司,Redwood Materials。

根据斯特劳贝尔的测算,目前动力电池50%-75%的成本在于原材料,而且废旧锂电池的供应量也在爆炸性增长。不仅是报废的电动车能够提供回收来源,那些从电池厂中下线、无法装机的10%残次品也是如此。这是一个巨大的蓝海市场。

与其从衰减的电池中筛选出性能较好的电芯重新配组、进行二次利用,还不如以环保的方式进行拆解回收,重新制成全新的电池。

他的想法也很疯狂:在老东家的Gigafactory旁边,再造一个反向超级工厂。

特斯拉把原材料送进工厂制成电池,Redwood就把废旧电池送进工厂制成原材料!

回收的过程几乎没有损耗,还完全环保。

斯特劳贝尔的愿景是,未来动力电池的回收率能够达到100%,并且能够通过电池回收,在10年内把电池价格再降低50%。

这样一来,电动车零排放、电池无污染、电池成本更低、开矿量更少,形成了一个完美的闭环。闭环的目的,和特斯拉的愿景有着异曲同工之妙——

通过解决可持续能源的使用问题,加速世界向可持续能源转变。

好消息是,斯特劳贝尔已经赢得了包括松下在内多家合作商的认同。

在去年年底,松下就已经开始把内华达州电池工厂的废旧电池运到Redwood,进行电池回收。数量也从最初的181公斤迅速提升到了两吨,目前还在飞速增长中。电瓶车、手机的电池业务也正在开展。

或许在不久的将来,我们就能看到斯特劳贝尔和马斯克再度联手的那一刻。

只不过,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 在 最 后

其实在写这篇文章的时候,电动车公社内部有一次激烈的讨论。

环保到底是什么?

严格意义来说,生产任何产品,都会产生碳排放,汽车也不例外。

如果追求绝对的环保,那人类应该停止一切工业生产活动,回归原始人的生活。

车企也都别造车了,不如去草原骑马射箭,马车最为环保,马粪还能捡来用。

但那种极左主义,不是我们想要的环保。

真正的环保,是和斯特劳贝尔一样,亲自下场去解决问题,力所能及地为环保出一份力,而不是一句空喊的口号。

如果汽油车会导致全球变暖,那就去造电动车。

如果人们对电动车持有刻板印象,那就用产品让他们刮目相看。

如果电动车的电池不够环保,那就用回收让电池变得环保。

用电池技术改变世界。

他做到了。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

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