أكبر أخبار تسلا لهذا العام: إنتاج خلايا البطارية من الجيل التالي في فريمونت

بالنسبة إلى Tesla ، يتعلق الأمر برمته بالتكامل الرأسي. أي شيء لا يفي بمعايير الجودة الصارمة لشركة Tesla ، فإنهم يجلبونه إلى المنزل. هذا هو السبب في أن الكثير من أجهزة Tesla تفي تقريبًا بالمعايير العسكرية أو تتجاوزها بدون الزيادة المعتادة في السعر. كنا نعلم أن هذا اليوم سيأتي في أبريل الماضي عندما تحدثنا إلى مصدر داخلي في Giga Nevada. كانت تسلا وباناسونيك على خلاف وأوقفت استثمارات شركة جيجا نيفادا وكان من الواضح أن على تسلا التصرف.

اكتشفنا أنه بينما تمتلك باناسونيك أفضل تقنيات تصنيع البطاريات ، إلا أنها لم تكن قادرة على تلبية معايير الجودة العالية لشركة تسلا. وكانت النتيجة أن رفض تسلا الكثير من الخلايا التي أنتجتها شركة باناسونيك. أدنى انبعاج غير محسوس في الحالة ويتم رفض الخلية. هذه هي اللحظة التي اقتنعنا فيها أن تسلا لن تقف مكتوفة الأيدي واليوم لدينا الدليل الأول على ذلك.

يعتقد الكثير من الناس أن استحواذ Tesla على شركات مثل Maxwell كان دليلًا قويًا على أن Tesla كانت ستصنع خلايا البطارية الخاصة بها ، ولكن أفضل طريقة للتفكير في إنتاج خلايا البطارية هي بمثابة أحجية عملاقة وكان ذلك مجرد جزء منه. اليوم ، لا تزال الكثير من القطع مفقودة ولكن لدينا الآن قطعًا كافية من اللغز لمعرفة الشكل الذي ستبدو عليه الصورة النهائية.

خط إنتاج الموديل S في مصنع Tesla Fremont. رصيد الصورة: كايل فيلد ، CleanTechnica

قوائم الوظائف تكشف عن خطط خلايا البطارية من الجيل التالي من تسلا

أدرج موقع Tesla الإلكتروني مؤخرًا بعض الوظائف الجديدة في Fremont ، وهنا 3 وظائف مهمة:

مهندس تطوير المقاييس ، هندسة الخلايا

• مهندس تطوير المعدات ، هندسة الخلايا
• مهندس تطوير المعدات ، هندسة الخلايا

في جميع الحالات الثلاث ، يذكر الوصف الوظيفي الحاجة إلى "تسريع برنامج تصنيع خلايا البطاريات من الجيل التالي". عند تجميع الفقرة الأولى من القوائم الثلاثة معًا ، يكون طلب Tesla واضحًا جدًا:

"تبحث مجموعة هندسة تصنيع الخلايا في Tesla عن مهندس تطوير معدات متحمس للغاية (ومهندس مقاييس) لتسريع برنامج تصنيع خلايا البطاريات من الجيل التالي."

يقول وصف دور مهندس تطوير المعدات وكبير مهندسي تطوير المعدات: "سيشارك هذا الدور في تصميم وتطوير وتشغيل وتكديس المعدات عالية الإنتاجية ، أثناء العمل في فريق متعدد الوظائف للاختبار والتحقق من صحة ولف التغييرات العملية وتصميم المنتج."

سينظر مهندس المقاييس في الآثار طويلة المدى للمنتجات الجديدة على مدى أفق أطول ويقودها إلى البداية الأولية للإنتاج. "سيحدد هذا الدور أنظمة القياس التصنيعية ويطورها ويوسع نطاقها داخل فريق هندسي متعدد الوظائف مسؤول عن دورة حياة التطوير والبدء في التصنيع."

بعيدًا عن ذلك ، يتحدث الوصف الوظيفي عن أهمية خلايا البطارية بالنسبة لشركة Tesla وأن الشخص الذي تم تجنيده ستتاح له الفرصة لتقديم "مساهمات ذات مغزى" لمنتجات Tesla. لكن الأمر المثير للاهتمام حقًا هو أن المسؤولية الأولى لمهندسي التطوير هي "قيادة التصميم والتكليف بأداة تصنيع معقدة هي الأولى من نوعها في Tesla".

بينما تتمثل المسؤوليات الأولى والثانية لمهندس المقاييس في "دفع تطوير مقاييس التصنيع الجديدة / المبتكرة من إثبات المفهوم إلى الإنتاج على نطاق واسع إلى تحسين جودة البطارية والأداء و / أو التكلفة." الجودة والتكلفة هما النقاط المحورية الرئيسية للدور ، حيث تضغط Tesla لتحقيق ما لم تستطع Panasonic تحقيقه. النقطة الثانية تتحدث عن هذا الأمر ، مع مسؤولية "ضمان أن خطوط الإنتاج لديها عناصر التحكم الصحيحة في العملية والتي تكون محددة جيدًا ، وإنتاجية عالية ، وقوية ومنخفضة التكلفة. قيادة التكليف بالمترولوجيا على خطوط الإنتاج الجديدة ".

ما يشير إليه هذا هو أنه في الوقت الحالي ، تبدأ Tesla دروسها في الإنتاج الضخم لخلايا البطارية. ومع ذلك ، مثل جميع المنتجات ، فإن هذا يعني أنهم قاموا (مرة أخرى) بتصميم بطارية جديدة ومحسنة (بدون Panasonic) يمكنهم على الأرجح صنع عينات منها ، وربما تكفي لعدد قليل من المنتجات التجريبية بتكلفة عالية لكل خلية مثل سيارة رودستر الجديدة أو نماذج شبه أولية ، لكنها ليست قادرة بعد على الإنتاج بالجملة.

تصميم مصنع فريمونت تسلا. رصيد الصورة: تشانان بوس ، CleanTechnica

بالإضافة إلى هذه الوظائف ، هناك عدد كبير من قوائم الوظائف المثيرة للاهتمام في Fremont على الرغم من أن أيا منها لا يذكر "خلايا بطارية الجيل التالي". ومع ذلك ، فإن أوصاف هذه الوظائف تشير بالفعل إلى وظائف جديدة تمامًا لا تتعلق بتصميم الصيغة الكيميائية أو المنتج. فيما يلي مثال جيد ، إعلان وظيفة لـ "مهندس عمليات ، هندسة الخلية"

"بينما تواصل Tesla توسيع أعمالها ، فإننا نزيد من اعتمادنا على المواد الأساسية للبطاريات. على هذا النحو ، تتطلع Tesla إلى بناء فريق من المهندسين الميكانيكيين والكيميائيين ومهندسي العمليات للمساعدة في إيجاد مسارات عملية مبتكرة لخفض التكلفة وتقليل التكلفة الأساسية لتركيب مواد البطاريات ومعدات المعالجة."

السبب وراء اختيار معظم الشركات المصنعة للخلايا ذات الأكياس أو الخلايا المنشورية هو أنها أرخص في التصنيع وأسهل وضعها في عبوة من الخلايا الأسطوانية. الطريقة الوحيدة التي تمكنت Tesla من خفض التكلفة لكل خلية بشكل مستمر هي من خلال وفورات الحجم ودعوة Panasonic للعمل مع Tesla تحت سقف واحد. شارك تسلا وباناسونيك في تطوير الصيغة الكيميائية المستخدمة حاليًا في 2170 خلية ، وكانت Tesla هي تلك التي اكتشفت أنه لأغراض السيارات ، فإن حجم الخلية 2170 يتمتع بمزايا مقارنة بـ 18650 خلية عندما يتعلق الأمر بالتبريد والتكلفة.

ملاحظة جانبية: تم التنازع على مطالبة ميزة التبريد 2170 خلية بسبب قطر البطارية الأكبر ، ولكن قدرة الطراز 3s على التسريع بسرعة عدة مرات دون فقدان الأداء أفضل بكثير من طراز Tesla's Model S و X ، لذلك يظل هذا العامل غير مؤكد.

يعد تعيين مهندسين "لخفض التكلفة وتقليل التكلفة الأساسية لتركيب مواد البطاريات" أمرًا تفعله الشركات عند تصنيع خلايا البطاريات على نطاق واسع. حتى الآن ، كانت هذه الوظائف على جانب باناسونيك من الجدار في تعاملاتها مع تسلا.

إذا كان Tesla يعمل ببساطة على تحسين الصياغة الكيميائية للخلايا ، فإنه يبحث عن كيمياء أكثر فاعلية بينما تقع مسؤولية "مهندس العمليات" هذا على "تطوير تصميمات تخطيطية ومفصلة لأنظمة معالجة كيميائية جديدة." سيحتاج هذا الشخص إلى "العمل بشكل وثيق مع فريق البحث والتطوير الخاص بمواد البطاريات لتقديم مواد جديدة وطرق عملية جديدة على نطاق أوسع." يوضح النطاق الجديد أن هذه الوظيفة ليست مجرد إضافة لفريق البحث والتطوير وأن فريق البحث والتطوير يمرر العصا إلى فريق "هندسة الخلية" الجديد.

يتحدث Elon Musk عن Giga Shanghai في حدث كشف النقاب عن Tesla Model Y. رصيد الصورة: تشانان بوس ، CleanTechnica

إذن أين تسلا اليوم؟

توضح قوائم الوظائف الجديدة هذه أن تسلا تنتقل إلى المرحلة التالية عندما يتعلق الأمر بصنع خلايا البطارية الخاصة بها. لا يزال يوم Tesla Battery Investor Day بعيدًا عن شهرين ، لذا حتى ذلك الحين ، دعني أساعدك في وضع Tesla في جدول زمني. وفقًا لإرشادات الربع الرابع من Tesla ، نعلم أن Giga Nevada عندما تم تصنيعها بالكامل لتصل إلى 35 جيجاوات في الساعة كما هو مخطط لها سيكون لديها طاقة إنتاجية كافية من الخلايا والحزم لدعم إنتاج الطراز 3 والطراز Y في فريمونت في عام 2020.

طلبت Tesla 2170 خلية بنفس الصيغة الكيميائية التي طورتها مع Panasonic قبل بضع سنوات من LG Chem في الصين لتشغيل الموديل 3s المنتج في GF3 Shanghai. هذا يعني أنه لن يكون هناك إنتاج ضخم كبير لخلايا الجيل التالي في عام 2020. ومع ذلك ، يمكننا أن نتوقع خط إنتاج عالي التكلفة يدويًا للغاية ويعمل في Fremont والذي سينتج ما يكفي من بطاريات الجيل التالي للإنتاج المحدود للشاحنات نصف التي وعدت بها تسلا لعام 2020.

من المهم ملاحظة أن خط الإنتاج المبكر هذا سيكون تكلفة عالية جدًا لكل خلية ودليلًا أكثر بكثير من خط إنتاج خلايا البطارية القياسي. تكتشف Tesla حرفيًا أساسيات كيفية بناء الخلايا لأنها تعيد تصميم ليس فقط الخلايا والأقطاب الكهربائية والكيمياء ، ولكن "الآلة الجديدة التي تبني الآلة". وهو يعادل أول خط إنتاج موديل S في عام 2012.

بمجرد استقرار خط الإنتاج وتنتج Tesla خلايا الجيل التالي عالية القيمة بتكلفة عالية ، فمن المحتمل أن تدعو مهندسي الأتمتة في Grohmann لإلقاء نظرة وإيجاد طرق لأتمتة هذا الإنتاج. بدأت أولى وظائف "Cell Engineering" في فريمونت في وقت ما بين 13 يناير و 28 يناير ، وقد تم بالفعل ملء بعض الوظائف وظهر المزيد منذ ذلك الحين. حاليًا (وليس من المستغرب جدًا) لا توجد وظائف شاغرة في مجال تصنيع الخلايا في Grohmann Automation في ألمانيا.

ظهرت وظائف "Cell Engineering" في المقر الرئيسي في Palo Alto قبل Fremont ولكن الاكتشاف المثير للاهتمام حقًا هو أن Giga Berlin كان لديها أيضًا وظيفة شاغرة لـ "مدير البرنامج الفني للموظفين ، Cell Engineering".

فيما يلي بعض المقتطفات الشيقة من إعلان الوظيفة (التشديد مضاف):

"تبحث مجموعة الهندسة الخلوية في تسلا عن فرد متحمس للغاية لإدارة البرامج تصنيع الخلايا الجديدة ومشاريع هندسة المعدات. هذا دور متعدد الوظائف يتطلب التنسيق بين العديد من المجموعات المختلفة داخل وخارج Tesla. سوف تفعلها قيادة تطوير ونشر معدات وعمليات التصنيع الجديدة ، إلى جانب تخطيط وتنفيذ التوسع في تصنيع الخلايا الجديدة داخل أوروبا. بالإضافة إلى بناء علاقات مثمرة مع الموردين الخارجيين والوكالات ذات الصلة ".

استنتاج

حقيقة أن هذا النوع من الوظائف الشاغرة لبرلين مدرج بالفعل ، يعني أن Giga Berlin سيكون مشروعًا أكثر طموحًا من Giga Shanghai. قد تكون برلين الأولى من عائلة Giga التابعة لشركة Tesla حيث سنرى الإنتاج من خلية إلى أخرى منذ البداية. وهذا من شأنه أن يجعله مخططًا لجميع مصانع جيجا "كاملة المكدس" المستقبلية في أماكن أخرى من العالم مع استمرار تيسلا في التوسع. من المحتمل أن يستغرق الأمر وقتًا أطول بكثير لشركة Tesla لتطوير خطوط فعالة من حيث التكلفة على نطاق كافٍ لتزويد الموديل 3 / Y أو حتى ما نود أن نطلق عليه المستقبل المستقل "طراز Tesla Model Omega".

الجدول الزمني الذي نتوقع رؤيته (في وقت إيلون ، إذا سارت الأمور على ما يرام) هو بداية التشغيل التجريبي في منتصف هذا العام ، وربما حتى في أبريل بالنظر إلى كلمات إيلون حول يوم مستثمر البطارية. سيؤدي هذا بدوره إلى إنتاج محدود من منتجات Semi’s من Fremont. بالنظر إلى أن Tesla لديها مخططات 2016 للمباني الإضافية التي لم تكن موجودة بعد في Fremont ، يمكن أن يكون هناك إنتاج شبه أو خلية. خيار آخر هو ببساطة إنتاج خطوط تصنيع خلايا البطارية في Fremont. سيؤدي القيام بذلك إلى منح الشاحنات المليئة بحزم Giga Nevada 2170 القادمة إلى Fremont شيئًا لتأخذها معهم في طريق العودة إلى Giga Nevada ، على الرغم من أن هذه تكهنات في أفضل الأحوال في الوقت الحالي.

بالنظر إلى سرعة البناء التي أظهرتها Tesla في Giga Nevada ، نتوقع أن يبدأ توسيع مبنى Giga Nevada في وقت ما هذا الصيف. سيتبع تركيب أول خطوط V2 Tesla Cell في نيفادا في بداية العام المقبل. من المحتمل جدًا أن تكون الخطوط الفعالة من حيث التكلفة الفعلية بواسطة أتمتة Grohmann هي V3 وستتبعها في عام 2022 على الرغم من أن هذا الجدول الزمني لا يزال يبدو وكأنه "وقت Elon".

يعتمد هذا الجدول الزمني بأكمله على افتراض أن بطاريات الجيل التالي مطلوبة لإنتاج Tesla Semi وأن Fremont لديه مساحة كافية فقط لإنتاج الخلايا بكميات محدودة. في الواقع ، نعتقد أن الإنتاج المحدود لعام 2020 الذي وعدت به تسلا قد يكون على المسار الصحيح وأن توافر الإنتاج شبه الضخم في عام 2021 يعتمد إلى حد كبير على نجاحها في زيادة إنتاج البطاريات بما يتجاوز السعة الحالية. ومن الجدير بالذكر أيضًا أن النموذج شبه الأولي الذي شوهد في الكشف عن النموذج Y بدا أنه أقل تلميعًا من الطراز Y نفسه في ذلك الوقت. هذه ليست مشكلة ، إنها مجرد حقيقة مثيرة للاهتمام حول مرحلة التطور النسبي لـ Semi.

يبقى شيء واحد واضحًا ، وهو أن شركة Panasonic وشركائها مثل LG Chem سيظلون مهمين لإنتاج الجيل الحالي من طراز 3 / Y وإنتاج خلايا Powerpack في المستقبل القريب ، فقط لا تتوقع أن تحصل باناسونيك على مساحة إضافية في Giga Nevada أو المزيد من الطلب من Tesla من الحد النظري 50GWh.

سيكون هناك مقال للمتابعة في الأيام القليلة المقبلة مع مزيد من التفاصيل والتحليل لهذه المعلومات الجديدة التي ستشمل كل ما نعرفه عن بطاريات الجيل التالي التي تطورها تسلا على ما يبدو مع جون جوديناف المعروف باسم "والد بطارية ليثيوم أيون ".