成本控制是汽车电动化的关键

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根据麦肯锡进行的一项电动车消费者习惯调查中显示,消费者对于电动车的疑虑依次是产品价格、续航里程、充电便利性、车型/品牌。综合来看,汽车电动化的必要条件是在满足安全性的前提下,以能够接受的成本缓解消费者的续航里程焦虑。

而对于成本方面,有关测算得出,电池系统的价格需要下降至0.6-0.7元/Wh,才逐渐具备替代燃油车的条件,这意味着电池层面成本至少还需要下降35-40%。

 

一、降低电芯成本是电池系统降本的核心任务

车企对于电池的需求可以简化为以尽可能低的成本装载更多的电池。而电池的成本主要看电芯。根据公开数据,软包电芯的系统成本占比达到70%左右,方形电芯的成本比重则高达80%。但电芯成本中原材料成本占9成,非活性物质比例较大。

电池的主要材料价格在2018年之后降幅已明显趋缓,这意味着电芯单体的BOM 成本下降将进入瓶颈期。在此背景下,提高单体的储能能力—即提升电池能量密度—以摊薄单位容量成本是电池厂商的内在需求。能量密度提升的本质,是在确保安全的前提下,在一定空间内(外包装)将活性材料的重量/体积占比不断提升,并升级活性材料的比容量。此外,降低非活性材料的各项措施(提升活性材料面密度、降低载体厚度、增大电芯尺寸等)尽管单项影响都不大,但累计起来降本效应也不容小视。

二、降本目标并非遥不可及,成本下降依赖技术沉淀

现在比较成熟的实际中,PACK系统由4个层级来处理电芯成组。每一级都会使用一定的零部件来对电芯进行处理,层级越多,最后的成组效率就相对越小。在进行PACK系统层级设计时,可以合理规划,减少层级,已达到更高成组效率的目标。

另外,还可以通过非活性材料减量;提升正负极片的压实密度,即降低正负极片活性层的孔隙度;提升极片面密度;降低 N/P 比;减少隔膜、负极、正极材料留白面积;降低铜箔、铝箔和隔膜等材料的厚度等方式实现降本的目的。

如果将各项降本措施全部实施,不考虑成组工艺,电芯的综合成本可以降至0.4元/Wh,假设电芯成本占系统为85%,则系统成本可降至0.47元/Wh,毛利率为25%时其售价可降至0.7元/Wh(含税),从而实现2025年的行业降本目标。

但上述的每一条措施都意味着降低了安全冗余设计,假如工艺能力没有提升,减少非活性材料的用量实际上 增加了质量风险,在安全性压倒一切的前提下,甚至可能导致电池厂商失去客户。

因此,尽管在材料和电池设计方面,锂电池生产成本下降的路径非常清晰,但在安全性与过程能力的双重约束下,推行降本工艺都以技术进步为前提。

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