本文摘要:这两年电动汽车卷土重来,在世界各国政策的维护下,慢慢抢占了原本归于汽油车的一点市场份额。在一辆售价42400美元的电动车上,一个22千瓦时的电池系统的成本是7100美元,占整车总成本的37%,这与我们所知道的电池成本成正比。

电池

19世纪末20世纪初,汽车刚问世时,电动车曾多次流行,但很快就被内燃机车打败了。有人比较电动车和内燃机车的性能差异,有人比较电能和石油能源的发展。但真正打败电动车的只有大批量生产内燃机车。

规模化生产的好处之一是在工业化生产中具有成本优势。福特T型车通过流水线生产,降低了成本,慢慢占领了市场。

从此电动车失去了第一次发展的机会。电动汽车竞争的本质是成本竞争。

这两年电动汽车卷土重来,在世界各国政策的维护下,慢慢抢占了原本归于汽油车的一点市场份额。但由于电动车成本过高,且电动车价格长期低于同级别汽油车,在政府补贴和牌照政策的情况下销量迅速增长,在失去政府补贴和牌照政策的反对后销量陷入衰退。

电动汽车市场化的第一步是,在没有政府补贴的情况下,电动汽车的零售价格与同级汽油车处于同一价格区间,同时电动汽车的产品质量可以超过同级汽油车的质量水平。25%的消费者自由选择价格是主要考虑因素的电动车(Source: Business Insider)。如果要转入长期市场生存阶段,首先要解决的问题是成本问题。由于车身底盘等技术已经成熟很久了,确实制约了电动车的成本,然后就落在了电池上。

以上是一辆电动车的成本示意图。在一辆售价42400美元的电动车上,一个22千瓦时的电池系统的成本是7100美元,占整车总成本的37%,这与我们所知道的电池成本成正比。一般情况下,电池成本占整车成本的三分之一到二分之一。因为不同厂家对车身底盘的成本控制不同,在电池订购上的议价能力也不同,所以最终体现出来的成本比例不会略有不同。

成本纠纷的两个要素都是制造业的一员,电池的成本纠纷无法逃脱规模效应的影响。科技部部长万钢在2016中国汽车论坛上明确表示,电池要有两个大有可为的方向,一是规模化发展,二是基础研究冲刺。

本质上,当我们回顾过去电池成本的趋势时,我们需要发现过去几年电池成本已经大幅上升。彭博社做过这个统计。从2010年到2016年,电池组的成本从每千瓦时1000美元增加到227美元。2010年至2016年,电动汽车在欧美和中国的销量增长了160%。

电动汽车产业的发展在很大程度上推动了锂电池产业的发展,同时也影响了大家对锂电池储能潜力的预期。Source: BCG在《电池生产》中的分析特斯拉明白电池的重要性,也明白要在传统汽车公司中共享一个世界,就必须在业务创意上有所突破。特斯拉尽早规划了超级工厂,大部分都是电池供电。

成本

通过与松下的战略合作,特斯拉构建了供应链的横向整合,促进了电池成本的增加。另外,超级工厂生产的电池不仅供应特斯拉的电动车,还供应特斯拉的储能设备产品,用过的电池也会在工厂内重复使用,不利于规模摊销电池研发生产成本。从研究方向来看,国家十三五规划设定了两个目标,一是将电池的能量密度从十二五规划的每千克180瓦时提高到300-350瓦时,二是制造15000个循环的电池。电池的价格是按瓦时要求的,十二五期间每瓦时两元,十三五是多建
这意味着电池研发的技术参数看电池成本的发展,看整体。

看生产细节很简单,电池的成本可以分为三部分:核心成本、模块成本和生产成本。Source: SNE研究从韩国SNE研究的报告中可以看出,在大众的MEB项目中,2016年电池的成本比例为50%,模块的成本比例为13.3%,生产成本为36.7%。

大众的目标是到2020年实现每千瓦时93美元的目标成本。根据2016年至2020年的计划,电池成本增加了40美元,从数值上来看是最低的,而生产成本的比例从36.7%增加到34.4%,从增加的比例来看是最低的。从这个角度进行成本规划,可以代表一些原始设备制造商的态度。

我采访了几个电池供应商的朋友。从他们不同的观点来看,原始设备制造商在各种压力下迫使供应商控制成本。电池供应商为了寻求与核心原始设备制造商的合作,慢慢占领市场,在很多项目上并不坚持可观的利润。举个例子,一个韩国电池品牌,售价也差不多。

但新能源汽车公司一个生命周期能卖出的车数是有限的,大品牌的车企往往会拒绝低电池质量。在高额R&D费用的压力下,电池制造商无法获得良好的回报。CATL曾在媒体上透露,CATL每年在R&D的投资占销售额的5%-6%,约为6亿元。到2020年,将投资300亿元发展R&D,提升产能。

电动汽车什么时候需要市场化才能生存?CATL众说纷纭,即通过不断扩大规模、技术研发、上下游产业合作来控制成本。比如2020年之前,将构成50G瓦时的有效产能。在生产合作方面,上下游可以进行一些验证设计,让整个行业共同分担电池成本的压力。在对规模的认识上,大家是高度一致的,而在技术研发上,各有所长。

电动车

LG Chem特别注重镍的富集,而三星则考虑液体电解质的升级换代,宣称到2017年建立400Wh/kg的能量密度目标。特斯拉研究了硅碳负极电池,在人造石墨中加入10%的硅基材料,将电池的能量密度提高到300wh/kg。

在生产中,马斯克明确提出了第一考虑原则,指出电池成本要由原材料来要求,生产成本自然要以更大的比例传递,比如大幅提高机器的生产速度,超过与子弹发射速度相等的水平。SNE研究所是韩国的一家研究机构,它研究了18650块电池的成本。电池原材料成本占79.1%,组装成本占20.9%。

在所有成本中,阴极材料所占比例最低,为31%,因为不受钴价影响。不同厂家使用的阴极材料不同,价格也不同。CATL总裁黄士林在拒绝接受媒体独家采访时做出了回应。10年内,三元材料性能和能量密度的提高不会成为行业内技术发展的主流,因为这是已经被检验过的大规模生产和应用的方向。

如果技术路线充分开发,通过固体电解质和金属锂的应用,能量密度在理论无穷大时为每千克700瓦时。根据彭博社的研究,到2030年,电池只需要大约1%的锂、镍、锰和铜,以及大约4%的钴。2030年后,电池研发中可能会经常出现更轻、更小、更便宜的新材料,因此需要担心原材料的储备。

人们担心原材料,更好的是生产能力的目的。为了稳定人心,特斯拉回应称,他们已经为量产Model 3预留了足够的原材料。

锂价发展预测(Source: Business Insider)可以认同电池成本不会逐渐上升,电动汽车将快速打造市场化生存。在一定时间内,大多数研究报告都指向2020年至2022年。彭博资讯从行业的角度来看,CATL总裁黄士林预测,到2021年,在几乎没有国家补贴的情况下,电动汽车需要以市场为导向,才能生存。

彭博社从第三方的角度预测,到2022年,电动汽车的成本不会超过内燃机的水平。只有电动汽车的造价建设和内燃机车的造价处于同一水平,电动汽车市场才能进入更加合理健康的发展。

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