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特斯拉是这样降本20%的

作者: 来源:NE时代 时间:2019-10-31

[摘要]特斯拉新电池包的成本降低20%后将达到117.5美元/kWh。

特斯拉新电池包的成本降低20%后将达到117.5美元/kWh。


特斯拉虽然没有挑明将自产电池,但收购超级电容制造商Maxwell,加拿大电池生产线设备厂商Hibar System……自产电池似乎是必然的。


背负着盈利大计的特斯拉在CEO马斯克的领导下对成本管控异常严格。马斯克本人在发给特斯拉员工的内部邮件中强调“会审查特斯拉的每一笔支出。无论多少,凡是支出都很重要。”


自然,他对零部件的成本极为重视。“一再压价”下,松下与特斯拉的相处模式变得异常紧张。松下CEO津贺一宏甚至在专访中毫不客气:“马斯克多次要求降低采购价格。一次,我回应他,如果再压价,我们会考虑撤走超级工厂的全部松下员工和设备。”



并且,截止2019年4月,马斯克表示松下仅生产24GWh电池。《日经新闻》则报道称,松下不会在超级工厂上进行任何新的投资。


简言之,特斯拉:降价,加快步伐。松下:不,你不想。


不愿受制于他人的马斯克很可能会考虑自产电池,正如特斯拉在与Mobileye产生分歧后,火速自研芯片。


如果特斯拉走这条新路线,这家硅谷汽车制造商可以节省多少钱?


George Bower,具有霍尼韦尔燃气轮机动力装置性能建模和数据分析背景的机械工程师,对这一数字进行了测算。“特斯拉新电池生产线可节省约20%的成本。”


他进一步解释称,成本控制的评估是基于电池包,而非电芯。没有“中间商”(松下),集成电池包和电芯生产,采用Hibar高速电池制造设备(例如其高速电解液填充设备),通过增加电极涂层厚度提高能量密度,尽可能减少荷电保持性能测试……这些间接效益同样包含在他们测算的成本中。


为什么会产生20%的成本节省效果呢?George Bower指出降本主因是,Maxwell新型的无溶剂干电极制造工艺促进了生产线速度(生产率)的提高。



Maxwell的干电极工艺降本20%


干电池电极、超级电容就是Maxwell的两大卖点。能够赋予特斯拉20%降本能力即是前者。


Maxwell今年1月发布了一份公司业务报告,其中列出干电池电极的四个优点:


能量密度:>300 Wh/kg完成验证,具备 500 Wh/kg 的实现路径


延长电池寿命:改善耐久性,电池寿命翻倍


降低成本:16倍产能密度;与现有湿电极技术相比成本降低 10%-20%+


技术支持与环境责任:无溶剂、下一代材料、无钴、固态


16倍生产速度是节省大量成本的关键。不过,George Bower在分析中没有使用“16倍”,而是基于4倍测算成本。


他提到,他们没有Maxwell干燥工艺的很多细节,但认为它可能类似于静电喷涂或粉末喷涂,因此称为“干燥”。传统的涂覆工艺使用溶剂型电极涂覆工艺,该设备的设备非常昂贵,且占用了很大一部分的工厂车间。


George Bower在文章中引用阿贡实验室的报告内容,“与溶剂型电极涂覆工艺相关的直接人工成本占PACK总人工成本的11%,设备成本占工厂设备总成本的15%,占地面积是总工厂面积的11%。”



此外,研究表明溶剂的干燥时间约为100分钟。换句话说,基于溶剂的电极涂覆工艺耗时,劳动密集,设备昂贵,且占用了很大一部分工厂用地。


不过,他强调,仅仅因为传统的基于溶剂的电极涂层工艺需要11%的人工,并不意味着干电极技术最终可以节省11%的成本。从阿贡报告中可以看出,直接人工成本仅占总PACK成本的4%。我们使用下图估算生产率提高多少会降低PACK成本。



如果生产率提高至4倍,会发生什么?


即使产能增加至4倍,一些成本,如直接人工,经常开支,一般销售、管理费用,和研发成本,仍保持不变,如此就能降低每件产品的成本。如材料和物品采购的成本则会随之提高至4倍。


固定成本是包装总成本的16%。此时,如果将生产率提高一倍,这些固定成本的占比将降至8%;如果将生产率再次提高一倍,这些固定成本比重将下降至4%。这意味着,当生产率提高至4倍时,可将成本在原来的基础上降低12%。


另外,没有中间人松下,特斯拉将全权承担或持有电池的盈亏。因为不清楚松下向特斯拉收费多少,Bower直接引用了阿贡饼状图中4%的比重。实际上,近日《华尔街日报》指出松下在特斯拉的项目上是赔钱的。


再者,假设杂项费用降低4%,整体上看Maxwell干电池电极技术可为电芯制造带来20%的降本效果。



整合电芯和PACK生产


最近特斯拉又申请一项专利。新专利与宁德时代CTP(cell to pack)不谋而合,都在将两项独立的制造集成在一起。


一般动力电池PACK生产流程是,首先由电池厂生产电芯,提供给有能力的OEM,由OEM组装PACK,或者由电池厂直接提供PACK。


而特斯拉专利则允许电池厂直接将电芯集成为电池子模块。这些子模块可以进行串并联,如同拼积木般生产出各种尺寸的电池。特斯拉使用大量的电路板来集成电芯和电池组。



电池制造过程的其他部分也可以加快,如快速填充电解液、化成循环测试、荷电保持性能测试。这些制造工序在整个PACK生产中占去19%的人工成本和20%的工厂面积。


无论如何,Bower在经过各种测算后将特斯拉新电池生产线的成本节省量化为20%。


瑞银曾在一篇报告中指出,特斯拉当前的电池成本为141美元/kWh。若基于此,特斯拉新电池包的成本降低20%后将达到117.5美元/kWh。


只不过目前还不清楚其采用了干电池电极技术的自产电池何时落地。若这一切成为现实,特斯拉在电池成本方面将领先其他企业一大截。

 

 

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