ภาพรวม

กระบวนการผลิตใช้หุ่นยนต์ที่มีความชำนาญเฉพาะงานมากกว่า 160 ตัว รวมถึงหุ่นยนต์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก 10 ตัว[90] ซึ่งได้รับการตั้งชื่อตามตัวละครจากเรื่องเอ็กซ์เมน (X-Men)[91][92][93] ส่วนประกอบที่เป็นเอกลักษณ์ของรถโมเดล S มีมากมาย รวมถึงแพ็คแบตเตอรี โมดูลแบตเตอรี และหน่วยขับเคลื่อนถูกผลิตในโรงงาน โรงงานมีการบูรณาการระดับสูงเมื่อเปรียบเทียบกับโรงงานประกอบรถยุคใหม่แห่งอื่น ๆ พร้อมด้วยกระบวนการผลิตส่วนใหญ่ภายในโรงงาน รวมไปถึงเครื่องปั้มโลหะและเครื่องกลึง เครื่องพ่นสี และการเคลือบสี เครื่องปั้มไฮดรอลิกถูกใช้ปั้มขึ้นรูปตัวถังรถ 5,000 ชิ้นต่อวันมีแรงกดที่ 10,000 ตัน[94] ซึ้งเป็นตัวที่ใหญ่ที่สุดในอะเมริกาเหนือและใหญ่เป็นอันดับ 6 ของโลก[28] ประมาณ 60% ของชิ้นส่วนรถมีที่มาจากทวีปอเมริกาเหนือ[95] ในเดือนมีนาคม ปี 2558 ประเทศญี่ปุ่นเป็นแหล่งที่มาของชิ้นส่วนมากเป็นอันดับ 2[96] และวิศวกรออกแบบยังทำงานที่โรงงานแทนที่จะเป็นสถานที่แยกต่างหาก[10][97]

รถแต่ละคันจะถูกผลิตตามคำสั่งซื้อใช้เวลา 2-3 เดือนสำหรับการส่งมอบ[98] แม้ว่ายานพาหนะส่วนบุคคลจะใช้เวลาเพียงสามถึงห้าวันเพื่อให้กระบวนการประกอบเสร็จสิ้น[90] สายการประกอบจะเดินเครื่องที่ความเร็วของ 5 ซม./วินาที[99] เทสลาส่งมอบได้อย่างสมบูรณ์โดยใช้รถไฟแทนที่จะเป็นรถบรรทุก เนื่องจากค่าใช้จ่ายและความเสียหายน้อยกว่า[16]

การผลิตส่วนของการขับเคลื่อน

การผลิตมอเตอร์

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับสำหรับเทสลาโมเดล S ซึ่งนำส่วนหนึ่งของสเตเตอร์ออก เพื่อแสดงให้เห็นส่วนโรเตอร์ที่อยู่ด้านใน

การผลิตมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับแบบมอเตอร์เหนี่ยวนำถูกผลิตขึ้นเองในโรงงาน ส่วนประกอบหลักของมอเตอร์คือสเตเตอร์ (ส่วนโครง) และโรเตอร์ (ส่วนหมุน)[100] เบื้องต้นของการผลิตมอเตอร์ หุ่นยนต์จะนำลวดทองแดงจากม้วนความยาวกว่าครึ่งไมล์ มาพันเป็นขดลวดทองแดงของมอเตอร์ แล้วใส่ขดลวดทองแดงไว้ในชั้นเก็บรอสำหรับขั้นตอนต่อไป เนื่องจากเป็นมอเตอร์สามเฟส ดังนั้นมอเตอร์หนึ่งตัวจึงต้องมีขดลวดทองแดงสามชุด[100] พนักงานจะถ่างและยืดแต่ละกลุ่มของลวดทองแดงและใส่รถยกไฮดรอลิกเพื่อส่งต่อมอเตอร์ไปยังแผนกต่อไป

พนักงานจะหอหุ้มแต่ละกำของขดลวดทองแดงไว้ในซองพลาสติกเพื่อป้องกันขดลวดจากการสัมผัสกัน ปลายสุดของขดลวดจะถูกตัดเพื่อให้ได้ความยาวที่ถูกต้อง พนักงานจะทำการย้ำโลหะจุดเชื่อมต่อขดลวดเพื่อใช้สำหรับมอเตอร์สามเฟส[100] หุ่นยนต์เย็บอัตโนมัติชนิดพิเศษจะมัดขดลวดทองแดงเข้าด้วยกันเพื่อยึดพวกมันให้เข้าที่ การมัดให้แน่นขึ้นโดยหุ่นยนต์เครื่องเย็บทำให้มอเตอร์มีประสิทธิภาพเพิ่มมากขึ้น ตัวสเตเตอร์ยังถูกเคลือบด้วยอีพอกซีเรซิน (epoxy resin) สองชั้นเพื่อช่วยการกระจายความร้อนของมอเตอร์อย่างเท่าเทียมกัน ตัวสเตเตอร์เมื่อเมื่อทำเสร็จแล้วจะถูกใส่ลงไปในเคสโลหะที่ถูกทำให้ร้อน เพื่อให้เกิดการการล็อกตัวสเตเตอร์ภายในเคสเมื่อเย็นตัวลง[100]

พนักงานใช้รอกยกเพื่อที่จะใส่ตัวโรเตอร์ลงไปในตัวสเตเตอร์ ซึ่งการผลิตมอเตอร์ก็จะเสร็จสิ้น

ส่วนประกอบของหน่วยขับเคลื่อน

คนงานจะติดตั้งเฟืองต่าง ๆ และส่วนอื่น ๆ ของกระปุกเกียร์ ประกบเข้าด้วยกันโดยใช้น็อต จากนั้นจะมีการทดสอบการรั่วไหลของอากาศ แล้วจะมีการติดตั้งอินเวอร์เตอร์สามเฟสไปที่ด้านบนของมอเตอร์ เพื่อแปลงกระแสไฟตรงจากแบตเตอรีไปเป็นกระแสสลับสำหรับมอเตอร์ใช้ จากนั้นมอเตอร์จะผ่านการทดสอบโดยอัตโนมัติโดยใช้เวลา 4 นาทีเพื่อให้แน่ใจว่าทำงานได้ถูกต้อง แล้วจึงย้ายไปที่บริเวณประกอบทั่วไปเพื่อที่จะติดตั้งลงในรถ[100]

อุปกรณ์อินเวอร์เตอร์ในช่วงแรกนั้น เทสลาใช้อุปกรณ์ควบคุมประเภท IGBT ต่อมาได้มีการเปลี่ยนมาใช้เป็น SiC เพาเวอร์มอสเฟต แทนสำหรับการติดตั้งในรถยนต์ตั้งแต่ปี 2561[101]

การผลิตแบตเดอรีแพ็ค

แบตเตอรีแพ็คสำหรับรถรุ่น S ขนาด 85 กิโลวัตต์-ชั่วโมง (kWh) ซึ่งใช้แบตเตอรีลิเทียมไอออนหมายเลข '18650' จำนวน 7,104 เซลล์ (ภาพขวา), ภาพซ้ายเป็นแบตเตอรีขนาด AA สำหรับเปรียบเทียบ

รถโมเดล S แพ็คแบตเตอรีบรรจุแบตเตอรีลิเทียมไอออน 7,104 เซลล์ใน 16 โมดูล[102] ผูกเข้าในชุด (14 โมดูล ในส่วนแบนราบใต้ท้องรถและ 2 โมดูลซ้อนกันอยู่ด้านหน้ารถ)[103] แต่ละโมดูลบรรจุ 6 กลุ่มของ 74 เซลล์เรียงแนบขนานกัน[104][105] 6 กลุ่มจะถูกร้อยเป็นชุดภายในโมดูล (74 เซลล์ x 6 กลุ่ม = 444 เซลล์) = (444 เซลล์ x 16 ชุดภายในโมดูล = 7,104 เซลล์)[105][106] ในเดือนมิถุนายน 2555 แพ็คแบตเตอรีเป็นการใช้แบตเตอรีพานาโซนิค NCR18650A ขนาด 3100 mAh ที่มีแคโทดเป็นนิกเกิลโคบอลต์อะลูมิเนียม โดยมีการปรับแต่ง[107][108]

การเลือกใช้งานเซลล์แบตเตอรีที่ซื้อขายกันทั่วไปเช่นเดียวกับที่พบในโน้ตบุ๊กคอมพิวเตอร์, โทรศัพท์มือถือ เป็นความแตกต่างจากผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้าของเจ้าอื่น ๆ ที่ใช้เซลล์แบตเตอรีลิเทียมพิเศษขนาดใหญ่[109] แพ็คแบตเตอรีระบายความร้อนด้วยของเหลว และใช้เจล intumescent เพื่อช่วยในการป้องกันไฟไหม้และการกระจายความร้อน[110]

การผลิตตัวรถ

การทำฝาจากม้วนแผ่นอะลูมิเนียม

98% ของตัวรถเทสลาโมเดล S ถูกผลิตโดยใช้อะลูมิเนียม[100] และจะถูกผลิตเป็นชิ้นส่วนต่าง ๆ ของแต่ละคันจากม้วนแผ่นอะลูมิเนียมระหว่าง 50 ถึง 60 ม้วน โดยม้วนแผ่นอะลูมิเนียมจะถูกคลายออก ทำให้แบนและตัดในเครื่องปั้มเจาะ (blanking machine) ในการตัดเพิ่มเติมเทสลายังใช้เครื่องตัดเลเซอร์ น้ำหนักรวมของอะลูมิเนียมที่ใช้ในรุ่น S อยู่ที่ประมาณ 410 ปอนด์ (190 กิโลกรัม)[90]

สายการผลิตต่อเนื่อง

แถวของชิ้นส่วนตัวถังด้านข้างซึ่งขึ้นรูปจากสายการผลิตต่อเนื่อง

หุ่นยนต์ถ่ายโอนแผ่นโครงอะลูมิเนียมเข้าไปยังสายการผลิตต่อเนื่อง ซึ่งแผ่นอะลูมิเนียมจะถูกปั้มขึ้นรูปเป็นชื้นส่วนต่าง ๆ ของรถ เครื่องปั้มไฮดรอลิกของบริษัท Schuler SMG เป็นเครื่องที่ใหญ่ที่สุดในทวีปอเมริกาเหนือและใหญ่เป็นอันดับ 6 ของโลก[28] มีแรงกดได้ถึง 11,000 ตันเพื่อสร้างแผงตัวถังรถ[100] โดยส่วนบนให้แรงกดได้ถึง 1,400 ตัน และส่วนล่างของเครื่องให้แรงกด 130 ตัน แผ่นอะลูมิเนียมจะถูกยืดออกเหนือแม่พิมพ์ (draw die) ที่ส่วนล่างของเครื่อง และช่องเปิดจะถูกเจาะโดยหุ่นยนต์ในระหว่างส่งแผงตัวถังไปต่อในกระบวนการ คนงานตรวจสอบแต่ละแผงเพื่อให้มั่นใจถึงความถูกต้อง ชิ้นส่วนจะถูกซ้อนกันในเฟรมและเก็บไว้ เครื่องปั้มกดชิ้นส่วน 1 ชิ้นในทุก 6 วินาทีและผลิตได้ 5,000 ชิ้นต่อวัน[90]

การติดตั้งส่วนของการขับเคลื่อน

รถจะถูกยกขึ้นและส่วนของการขับเคลื่อนถูกติตตั้งเข้ากับแกนล้อหลัง ส่วนของการขับเคลื่อนจะให้กำลังโดยตรงไปยังล้อโดยปราศจากเพลาส่งกำลัง[100]

การติดตั้งแพ็คแบตเตอรี

แพ็คแบตเตอรีหนักเกือบ 1,200 ปอนด์ (540 กิโลกรัม) ซึ่งถูกส่งไปยังบริเวณติดตั้ง จะถูกติดตั้งในรถโดยใช้อุปกรณ์ยกทำการวางแบตเตอรีบนพื้นห้องโดยสาร ซึ่งจะเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งแกร่งให้กับรถและลดจุดศูนย์ถ่วงของรถลงถึง 18 นิ้ว (46 ซม.)[100][111][112] แผ่นไทเทเนียมติดตั้งอยู่เหนือแพ็คแบตเตอรีซึ่งช่วยป้องกันได้ในกรณีที่มีการชนกันที่ความเร็วสูง และเพื่อป้องกันเศษชิ้นส่วนที่กระเด็นมาจากถนน[113][114]