数据揭秘:特斯拉与松下的缘分将尽?(下)

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【导读】在电动汽车产业全球炙手可热的今天,特斯拉(Tesla)无疑是那颗最耀眼璀璨的新星,关于它的报道甚嚣尘上。从昨天开始,小编连载的这篇文章,却将为大家披露特斯拉与松下不为人知的秘密。

文章很长,但确实值得一读。这里是《Tesla与松下的缘分缘分将尽?》的最后也是关键部分,敬请欣赏,如欲查看前文,可点击“历史信息”浏览往期文章。

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4. 新一代 Tesla 是否可行?
Musk 已经数次公开表示,希望在 2017 年推出 Tesla Gen 3,也就是大多数人买得起的第三代 Tesla,价格在 $35000 左右,续航数达到 300Km (200mils)。
但是 Musk 并没有透露 Tesla Gen3 任何技术细节,因为这属于 Tesla 的核心商业机密。很多人会问,就这个价格和续航里程目标,Tesla Gen 3 能否在 2017 年实现量产?我们不防做些简单的数学计算来分析一下。
假 设 Tesla Gen 3 的净重跟 Model S 差不多的话,那么根据能量守恒定律,我们可以估算出它的功率为 85KWh × (200mils/300mils) = 57KWh。但是考虑到这个功率下电芯的数量将有大幅下降而带动整车重量也有较大下降, 所以笔者认为 50 KWh 的能量足够了。
50KWh 对应着 50000Wh ÷ 12.2Wh = 4098 颗 3.4Ah 新型 18650 电芯。4098 颗电芯的重量为 4100 × 46g = 188.5Kg,比 Model S 的 338Kg 降低了 45%!那么,相应的电池 Pack 重量也有 45% 的下降,也就是说 50KWh 的能量足够 300 Km 的续航里程。
笔者这里着重分析一下 18650NCA 电芯成本问题,这个问题是如此之重要,以至于 Tesla Gen3 的命运很大程度上决于此。
笔 者前面提到了,松下以 $2 向 Tesla 销售其 NCA 电芯是赔本赚吆喝,目的在于吸引 Tesla 上钩将其捆绑在自己的战车上。这一招的确凑效了,于是我们看到松下与 Tesla 的第二份供货合同中终于暴露出其本来面目,全世界再一次领教了日本商人的“精明”。
Musk 当时恐怕是气疯了,但是松下是 Tesla 唯一的电芯供应商,你 Musk 又能有什么办法?只有打掉牙往肚子里咽, 寻求机会摆脱松下突围。
Tesla 与松下签订新电池供货合同 5 个月之后,也就是 2014 年 2 月 26 号,Tesla 在官网上发布消息,宣称要建成“全球最大”的锂电工厂(Gigafactory),并且 Tesla 直截了当地宣称,建立 Gigafactory 工厂的根本目的就是要大幅度降低电芯成本,并且扩大产能。
工厂将于 2017 年建成,正好在 Tesla 与松下合同结束的时候。这难道仅仅是巧合吗?笔者个人认为,这是 Musk 精心策划的战略布局,目的就是要彻底解决“松下困局”。
笔者注意到,在 2013 年年底也就是 Tesla 刚刚与松下签订合同之后,媒体就报道了 Tesla 和韩国 Samsung SDI、LG 接触洽谈合作的消息。
但是,Tesla 宣布要建成 Gigafactory 的消息发布后,松下却对是否参与 Gigafactory 的投资和建设一直没有表态。
直到最近,松下电器集团总裁津贺一宏才表示,公司目前尚未决定是否与 Tesla 达成合作伙伴关系为 Gigafactory 工厂提供电池技术和资金,理由是此举或可能增加松下的投资风险。津贺一宏的表态不禁让人疑惑重重,因为这明显是有悖商业规律。
一个最直接的例子就是,为了进入 iPhone 和 iPad 电池供应链,国内厂家是拼得头破血流,Apple 坐收渔翁之利。这只能说明,签订了“世纪大单”之后,Tesla 和松下的关系已经变得非常微妙了。
反 倒是 Tesla 早早放出口风,未来 Tesla 仍将与松下保持密切合作,但同时也欢迎其它电池厂商参与 Gigafactor 工厂的投资和建设。笔者对此完全赞同,因为没有哪家汽车制造商会听任上游供应商的摆布,所以 Tesla 目前非常有必要再引入更多的电池供应商。
那么笔者关心的问题是,Gigafactory 工厂在技术层面上到底有没实现降低成本的可能 (商业层面上的影响因素过于复杂,笔者不予置评)?
要回答这么问题,我们首先需要估算一下,Tesla Gen 3 的 18650 电芯价位底线在哪里。笔者猜测 Musk 对 Gigafactory 工厂 18650 电芯的成本目标可能设定在 $2.5 这个价位之下。
那 么,4098 颗 3.4Ah 新型 18650 电芯的成本就是 4098 × $2.5 = $10245。如果 Pack + BMS 成本还是维持在目前的 $8000 水平的话,那么 Tesla Gen 3 的动力电池系统总成本是 $10245 + $8000 = 18245,这个价位比 Model S 的 $35246 下降了 48%!
动力电池系统是电动汽车里面所占成本份额最大的部件,动力电池系统成本的下降将对 Tesla 电动车的整车价格具有决定性意义,其它部件成本也会因为规模化生产而下降。
如果我们将 Gen 3 的其它部件也按照相同的下降比例计算,那么 Gen 3 的整车售价可以达到 $79900 × 52% = $41548,这个数值已经很接近 Musk 的 $35000 销售价格目标。
也就是说,如果降低毛利润率的话,Gen 3 在成本上是有可能实现的,但其前提条件是 Gigafactor 自产的 18650 电芯成本下降到 $2.5 以下,以及 Pack +BMS 能否控制到低于 $8000 的水平。
那 么 Gigafactory 工厂能否把 18650 电芯的成本下降到 $2.5 呢?Tesla 宣称 Gigafactory 工厂的投资将达到 50 亿美金,这个资金投入足以建成至少 5 个松下电池厂的规模,未来 Gigafactory 工厂将是当之无愧的“全球最大”的锂电工厂。
笔 者并不怀疑 Gigafactory 工厂的电芯产能能否满足 50 万辆电动车的需求,笔者更关心的是它能否把 18650 NCA 电芯的成本降下来,因为成本才是决定 Tesla Gen 3 最重要因素。电芯的成本取决于原材料、生产工艺、人力成本、生产管理以及生产规模等诸多因素。
原材料方面。Tesla 已经放话,Gigafactory 工厂将完全在美国本土采购原材料。但笔者个人认为,这个声明仅仅是 Musk 向美国政府做出的一种姿态而已,目的是争取联邦政府的财政支持。
美国本土的锂电产业链非常薄弱,完全使用美国原材料根本不具备可行性。美国本土目前没有一 家规模性的正极材料生产商,3M 没有生产能力,唯一有希望给 Tesla 供货的是 BASF 刚建成的位于俄亥俄州的正极工厂。
虽 然 BASF 目前只是少量试生产 NMC,但笔者认为单纯从技术角度而言 BASF 是可以为 Tesla 生产 NCA 的。电解液也可以从 BASF 在美国的 Novolyte 电解液工厂供货,虽然 Novolyte 的电解液性价比较低,但质量还是不错的,膈膜有 Celgard。
唯一不确定的就是负极,虽然美国有石墨矿,但并没有负极工厂,到时恐怕还是要从中国进口石墨负极材料。
电芯生产技术。Tesla 经过跟松下这几年的合作,已经积累了一些电芯生产方面的技术,如果 Tesla 能够从日本本土特别是原三洋公司挖到一些 NCA 电芯专家,笔者个人认为 Tesla 完全有技术能力在美国自产 18650 电芯。
人力成本。人工是导致松下 18650 电池高成本的一个不可忽视的因素。笔者了解到,Gigafactor 工厂厂址将从内华达州、德克萨斯州、亚利桑那州和新墨西哥州之中选出。除了德州,其它几个州都属于美国工资水平最低的州之列,人力成本应该比大阪府低不少。
综 合上面的分析,笔者个人认为,单纯从技术角度而言,Gigafactory 工厂生产 18650 NCA 电芯并不存在大的障碍。但是其电芯成本很大程度上取决原材料的进货渠道和数量,如果能够从中国进口部分原材料 (甚至是大部分原材料),电芯成本有可能控制到 $2.5 以下的水平。
我们再在来分析以下 Pack 和 BMS 的成本问题。
虽 然这两个部件并没有多少技术含量,但成本水分却非常大,这已是业内公开的秘密。笔者了解到,Tesla 的 Pack 和 BMS 如此之高的成本,与其 BMS 非常独特设计原理和 Pack 制造方式和选材有很大的关联,而 BMS 和 Pack 的设计费用 (知识产权) 是成本构成的大头,电子元器件成本本身是很低的。
事实上,我们看到即便松下 18650 电芯大幅度提价之后,2014 年 Model S 并没有涨价,可见 Pack 和 BMS 成本的虚高。到 2017 年设计成本应该已经大幅下降了,那么笔者有理由相信,Tesla 的 Pack + BMS 如果在中国代工生产,其成本可以控制在 $8000-6000 的水平。
Tesla 高昂的售价,除了因为其动力电池系统高成本之外,其独特的全铝车身也是一个比较重要的因素。笔者完全有理由相信,在大规模量产之后全铝车身的成本会有较大幅度的下降。
从上面的分析和计算我们可以看到,如果仅仅从技术和成本控制的角度而言,Musk 的 TeslaGen 3 是有可能在 2017 年实现的。
当然了,我们也要认识到,由于在 Gen 3 上采取了严格的成本控制理念,导致其续航里程相对于 Model S 有较大幅度下降。如果在理想工况下续航 300Km,那么实际路况和负载情况下行驶里程是不可能超过 250Km 的。
如果我们简单计算一下 Gen 3 每天的行驶里程就会发现,平均每天 158Km 的行使里程 (理想工况下) 对于相当部分美国人是很勉强的。我们再次看到,制约纯电动车续航里程的根本因素还是锂电能量密度这个技术瓶颈问题。

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