解決方案
特斯拉於 2003 年創立時,電動車界的正統觀點認為,一輛車需要大型、專為車輛打造的電池芯;來自筆記型電腦的 18650 圓柱電池看起來像玩具。後來,AC Propulsion 把自家 tzero 原型車的鉛酸電池組換成筆電等級的鋰離子 18650 電池,使車輛續航里程增加逾兩倍。Martin Eberhard 與 Marc Tarpenning——兩人先前已在電子書製造商 NuvoMedia 以 18650 電池打造產品——取得 AC Propulsion 的技術授權,並以同樣的賭注創立特斯拉。
Tarpenning 如此描述這些電池芯的經濟邏輯:「它們一直在變好。每次我們回頭看,它們又好了 7%,或便宜了 7%。」2006 年由 Berdichevsky、Kelty、Straubel 與 Toomre 合寫的特斯拉論文把這點說得更明白:約 6,800 顆通用規格的 18650 電池——重 450 公斤、儲存 56 kWh、續航超過 200 英里,這是當時沒有任何量產電動車能提供的。論文將此歸功於消費性電子市場十五年來的需求拉動。
安全性的重心從單一大型客製電池芯內部,轉移到整體系統:每年生產的數十億顆 18650 電池,每一顆都自帶限流器、斷裂裝置與鋼殼,因此單一故障不會拖垮整個電池組。Roadster 於 2008 年上市;Model S 的電池組把這個賭注擴大到 7,104 顆 Panasonic 18650 電池芯,而筆電電池芯也成為衡量每一個電動車電池計畫的基準。
達成了什麼
搭上一個由別人出資推動的市場
為何奏效
筆電市場早已付清研發帳單:電池芯的能量密度與量產規模每年都在進步,其規模是任何電動車計畫都無法負擔的。
每年數十億顆 18650 電池,意味著成熟、高良率的生產與可預測的品質,而任何客製化的車用電池芯都得花上十年才能達到。
小尺寸電池芯讓故障局限於局部——6,800 顆中的每一顆都有自己的限流器與斷裂裝置,因此一顆壞掉的電池芯不會拖垮整個電池組。
這讓特斯拉的命運與自身規模脫鉤:即使一年只造 2,000 輛車,特斯拉買到的電池芯仍是以十億台裝置市場來定價的。
可套用之處
如果某個關鍵零件必須持續改良多年,就採用另一個市場出資推動的規格。免費繼承它的學習曲線;把工程心力花在管理許多便宜零件上,而不是把單一零件做到完美。
後續發展
Roadster 在 2008 年問世,使「數千顆小電池芯、由軟體管理」成為電動車電池問題的實用答案。Model S 以每組 7,104 顆電池芯的規模重複了這個賭注,而設計大型規格電池芯的競爭對手,則在每千瓦時成本上花了多年追趕。特斯拉後來轉向自行指定規格的較大型圓柱電池,但創立時的核心邏輯——買下電子產品市場出資推動的曲線,圍繞通用零件來設計系統——始終是公司的範本,從與 Panasonic 的合作一路延續到超級工廠時代。
追溯依據
參考來源
- The Tesla Roadster Battery System (Tesla Motors technical paper) Tesla Motors (Berdichevsky, Kelty, Straubel, Toomre), mirrored at Battery Power Online · batterypoweronline.com ·
- The revolutionary Roadster (book excerpt) EVANNEX · evannex.com ·
- Tesla Model S Battery System: An Engineer's Perspective CircuitDigest · circuitdigest.com ·