テスラが2003年に創業した当時、EVの常識では、車には大型の専用電池セルが必要とされていた。ノートPC用の18650円筒形セルはおもちゃのように見えた。そこへAC Propulsionが、試作車tzeroの鉛蓄電池パックをノートPCグレードのリチウムイオン18650に交換し、航続距離を3倍以上に伸ばした。すでに電子書籍メーカーNuvoMediaで18650を軸にした製品を作っていたマーティン・エバーハードとマーク・ターペニングは、AC Propulsionの技術をライセンスし、同じ賭けでテスラを創業した。

ターペニングはセルの経済性についてこう語った。「セルはどんどん良くなり続けた。気づくたびに7%良くなっているか、7%安くなっていた」。2006年のテスラの論文(Berdichevsky、Kelty、Straubel、Toomre)はそれを明示した。約6,800個の汎用18650、450 kgで56 kWhを蓄え、航続距離は200マイル超。量産EVでこれを実現したものはなかった。論文は、15年にわたる家電市場の需要の牽引力をその功績とした。

安全性は、大型の専用セルの内部からシステム全体へと移った。毎年製造される数十億個の18650の一つひとつが、独自の電流リミッター、破裂デバイス、鋼製缶を備えていたため、1個の故障でパック全体が停止することはなかった。ロードスターは2008年に出荷され、モデルSのパックはこの賭けを7,104個のパナソニック製18650セルに拡大し、ノートPC用セルはあらゆるEV電池プログラムが比較される基準となった。

他人が資金を出している市場に乗る

ノートPC市場はすでに研究開発費を支払っていた。セルの密度と量産は、どのEVプログラムも負担できない規模で毎年改善した。

年間数十億個の18650は、成熟した高歩留まりの生産と予測可能な品質を意味し、あつらえの車載用セルがそこに到達するには10年かかっただろう。

小さなセルは故障を局所化した。6,800個のそれぞれが独自の電流リミッターと破裂デバイスを備えていたため、1個の不良セルでパック全体が停止することはなかった。

これによりテスラの運命は自社の規模から切り離された。年間2,000台しか造らなくても、テスラは10億台規模の市場向けに価格設定されたセルを買えた。

重要な部品が何年も改善し続ける必要があるなら、別の市場が資金を出している規格を採用せよ。その学習曲線をただで受け継ぎ、多くの安価な部品を管理することにエンジニアリングを費やし、1つの部品を完璧にすることに費やすな。

2008年のロードスターの登場により、「ソフトウェアで管理された数千個の小さなセル」がEV電池の課題への実用的な答えとなった。モデルSは1パックあたり7,104個のセルでこの賭けを規模を拡大して繰り返し、大型規格セルを設計した競合他社は、キロワット時あたりのコストで何年も追いかけることになった。テスラは後に自社仕様のより大型の円筒形規格へ移行したが、創業時の論理——エレクトロニクス市場が資金を出す曲線を買い、汎用部品を中心にシステムを設計する——は、パナソニックとの提携を通じ、ギガファクトリー時代に至るまで会社のテンプレートであり続けた。

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出典

  1. The Tesla Roadster Battery System (Tesla Motors technical paper) Tesla Motors (Berdichevsky, Kelty, Straubel, Toomre), mirrored at Battery Power Online · batterypoweronline.com ·
  2. The revolutionary Roadster (book excerpt) EVANNEX · evannex.com ·
  3. Tesla Model S Battery System: An Engineer's Perspective CircuitDigest · circuitdigest.com ·