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電池成為了新造車公司的新賭局 誰(shuí)都不知道誰(shuí)會(huì)真正笑到最后

454398 ? 來(lái)源:工程師吳畏 ? 2018-12-28 14:22 ? 次閱讀
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iPhone 每一年升級(jí)一次,處理器速度幾乎是成倍的增長(zhǎng),但幾乎不變的是一天的待機(jī)時(shí)間。

確實(shí),計(jì)算機(jī)處理器性能幾乎每?jī)赡昃蜁?huì)「翻倍」一次,但電池在相同的時(shí)間內(nèi)可能只會(huì)增加幾個(gè)百分點(diǎn)的改善。

電池仍然安靜的在等待他們的下一次升級(jí)。

而當(dāng)電動(dòng)汽車的加入這場(chǎng)游戲時(shí),一切都變了。有預(yù)測(cè)稱,純電動(dòng)汽車在 2025 年的銷售額大概會(huì)占到 25%,這也意味著屆時(shí)電動(dòng)汽車會(huì)達(dá)到上千萬(wàn)輛的級(jí)別,而這對(duì)電池的需求則是一下張開了血盆大口。

于是,表面平靜的電池發(fā)展就像是像賭場(chǎng)大廈外的安靜一樣,暗藏玄機(jī),樓里則突然迎來(lái)了一大批新的賭客在這里喧嘩、押注、輸贏甚至是背水一戰(zhàn)。

擋不住的電動(dòng)汽車革命

擋不住的是,Tesla 引領(lǐng)的電動(dòng)汽車的革命,Tesla 證明了用現(xiàn)有的成熟的電池技術(shù)依舊能夠打造體驗(yàn)非常好的電動(dòng)汽車,如果靠理論的能量密度來(lái)算,研發(fā)人員也許除了環(huán)保,是想不出什么理由要用電動(dòng)汽車來(lái)代替燃油汽車的。

(能量載體的能量密度,來(lái)自維基百科)

你的 iPhone 、筆記本電腦、平板電腦等等智能設(shè)備,當(dāng)然還有 Tesla 使用的電池,都是鋰離子電池,而它的能量密度在圖中紅色箭頭標(biāo)注的角落里。

雖然現(xiàn)階段所擁有的鋰離子電池并不夠好,但還是取得了一些進(jìn)展:在過(guò)去五年中,它讓存儲(chǔ)能源的成本下降了一半左右。這也讓 Tesla 得以用最普通常見的 18650 電池,加上優(yōu)秀的電池組管理技術(shù)交出了一份「合理」的續(xù)航里程和勉強(qiáng)說(shuō)的過(guò)去的性價(jià)比。

你應(yīng)該也不會(huì)單純的因?yàn)椤腑h(huán)保」而去買一輛電動(dòng)汽車,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),除了成為基本合格的電動(dòng)車,適應(yīng)未來(lái)的「自動(dòng)駕駛」、甚至是經(jīng)濟(jì)性、良好的操控性等等體驗(yàn)上的革命也才是真正吸引用戶的地方。

這就好像當(dāng)年拿著待機(jī)一個(gè)月的諾基亞嘲笑智能手機(jī)只能用一天,卻沒(méi)想到智能手機(jī)不斷迭代之后帶來(lái)的良好體驗(yàn)早已讓人妥協(xié)了去天天充電。

再加之政府對(duì)能源管控的種種因素,例如「法國(guó)之后,英國(guó)也宣布將在 2040 年禁止銷售和購(gòu)買新的汽油和柴油汽車,以減少空氣污染」,而這一切都讓「新造車運(yùn)動(dòng)」如火如荼的展開,像 Tesla 這樣的初創(chuàng)公司層出不窮,越來(lái)越多的大廠也開始行動(dòng)了起來(lái),把電動(dòng)汽車的生產(chǎn)日期提上了日程,而也引發(fā)了對(duì)于電池這個(gè)「新油箱」的需求量激增。

這個(gè)賭局里,準(zhǔn)備下注的人越來(lái)越多。

「擁擠」的超級(jí)電池工廠

英文「Giga」代表著一個(gè)數(shù)量「十億」,1 小時(shí)內(nèi)產(chǎn)生/消耗 10 億瓦特電力被稱為 1 吉瓦時(shí)(GWh),于是最先入局的 Tesla 將它的這個(gè)全球最大的鋰電池工廠命名為——「Gigafactory」。

對(duì)于 Tesla 想要的「成功」來(lái)說(shuō),除了打造人們可負(fù)擔(dān)得起的電動(dòng)汽車,還有儲(chǔ)存可再生能源的業(yè)務(wù),這些都是在「加速全球向可持續(xù)能源的轉(zhuǎn)變」,所以電池的生產(chǎn)至關(guān)重要。

另一方面也是因?yàn)橐婚_始沒(méi)有任何工廠有足夠的鋰離子電池產(chǎn)能,讓 Tesla 能夠?qū)崿F(xiàn)在 2018 年之前銷售達(dá)到 50 萬(wàn)臺(tái)的目標(biāo)。

于是 Tesla 和松下合作準(zhǔn)備花 50 億美元來(lái)打造 Gigafactory「超級(jí)工廠」,它將占地 3200 英畝(約合 12.95 平方公里)的土地,形象的說(shuō)它建成之后,將成為全球第二大建筑物。目前它是分階段實(shí)施,現(xiàn)在該工廠占地 190 萬(wàn)平方英尺,但這只相當(dāng)于超級(jí)工廠完工后的 30%。

Musk 雖然拒絕透露該工廠的目前具體的產(chǎn)能,但他表示該工廠目前的產(chǎn)能已經(jīng)是全球第一,已經(jīng)比世界上任何其他工廠的產(chǎn)能都要高。同時(shí) Tesla 希望能在 2018 年實(shí)現(xiàn) 35 GWh 鋰離子電池產(chǎn)能,而這相當(dāng)于 2014 年全球電池的產(chǎn)能總和。

于是 Gigafactory 成為了一個(gè)未來(lái)電池工廠的「標(biāo)桿」。

最近大眾集團(tuán)預(yù)測(cè),為了滿足預(yù)期需求,人們必須在 2025 年額外建造 40 多座 Tesla「超級(jí)工廠」(Gigafactory)。假定大眾 2025 年銷量的 25%將來(lái)自電動(dòng)汽車,大多數(shù)依靠鋰離子電池,將需要約 150 GWh 的電力供應(yīng),如果每座工廠的年產(chǎn)能可以達(dá)到 35 GWh,光大眾就需要 5 個(gè)這樣的工廠,而望眼全球,總供應(yīng)量將超過(guò) 1.5 TWh。

產(chǎn)業(yè)內(nèi)的大公司甚至是新造車公司正在越來(lái)越多地對(duì)電池技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模的投資。戴姆勒公司宣布將電動(dòng)汽車的計(jì)劃提前 3 年,即到 2022 年前投入 110 億美元用于推出 10 款電動(dòng)車型,目前已經(jīng)開始在德國(guó)籌建自己的第二座新電池工廠「Gigafactory」,而就在公布的幾個(gè)星期之后,戴姆勒又透露,將與中國(guó)合作伙伴北汽集團(tuán)合作,在中國(guó)建造電池工廠,這家工廠造價(jià)達(dá) 6.55 億歐元(約合 7.4 億美元)。

據(jù)彭博社報(bào)道,德國(guó)法蘭克福公司 Terra E 聯(lián)合 16 家德國(guó)公司組建聯(lián)盟,準(zhǔn)備興建一家造價(jià) 10 億歐元以上的鋰離子電池工廠,將會(huì)在產(chǎn)能上挑戰(zhàn)特斯拉的 Gigafactory 超級(jí)電池工廠。

原本很多大公司更多押注的「燃料電池」遲遲不來(lái)時(shí),大公司逐漸開始信任當(dāng)前的鋰離子電池技術(shù),并且有一部分開始「重金下注」,一是看到了 Tesla 的成功,另一方面也是看到了電動(dòng)汽車即將井噴式的增長(zhǎng)。

對(duì)大公司來(lái)說(shuō)電動(dòng)汽車這款產(chǎn)品未來(lái)的盈利能力非常重要,要大批量生產(chǎn)才「有利可圖」。所以你能看到真正下決心開始轉(zhuǎn)向電動(dòng)化的公司都開始準(zhǔn)備籌建自己的「超級(jí)工廠」了,不僅是相信自己的研發(fā)能力,未來(lái)成本可控,其次手握核心部件的供應(yīng)鏈才能在未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)中將自己的優(yōu)勢(shì)凸現(xiàn)。

甚至現(xiàn)階段有少部分投資者認(rèn)為,現(xiàn)階段更好的投資電動(dòng)汽車的方向是——鋰礦,據(jù)悉鋰價(jià)格去年已經(jīng)暴漲了 60%,至少不管誰(shuí)賣電動(dòng)車,誰(shuí)賣儲(chǔ)能墻,甚至建造「超級(jí)電池工廠」,鋰都是必不可少的。

電池「性價(jià)比」的戰(zhàn)爭(zhēng)

當(dāng)增加容量成為瓶頸時(shí),降低成本就成了第一要?jiǎng)?wù)。

現(xiàn)階段鋰離子電池的成本通常約占電動(dòng)汽車價(jià)格的 40%,所以不同于燃油汽車,這才是電動(dòng)汽車降低成本,擴(kuò)大盈利空間的「戰(zhàn)略位置」,畢竟盈利能力才是考量一家商業(yè)公司成功的關(guān)鍵。

為此 Musk 其實(shí)早已參透其中的奧妙,同時(shí)也是深有感觸。這里又要再次搬出 Tesla CEO Musk 有名的「第一原理」的理論,下面是他在一次公開訪談中的表述:

我們運(yùn)用「第一原理思維」而不是「比較思維」去思考問(wèn)題是非常重要的。我們?cè)谏钪锌偸莾A向于比較——?jiǎng)e人已經(jīng)做過(guò)了或者正在做這件事情,我們就也去做。這樣的結(jié)果是只能產(chǎn)生細(xì)小的迭代發(fā)展。「第一原理」的思考方式是用物理學(xué)的角度看待世界的方法,也就是說(shuō)一層層剝開事物的表象,看到里面的本質(zhì),然后再?gòu)谋举|(zhì)一層層往上走。這要消耗大量的腦力。

拿個(gè)最簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō),最開始電動(dòng)汽車的電池組非常昂貴,大概是 600 甚至 1000 美元/千瓦時(shí)。但我們用第一原理角度進(jìn)行思考:電池組到底是由什么材料組成的?這些電池原料的市場(chǎng)價(jià)格是多少?電池的組成包括碳、鎳、鋁和一些聚合物。如果我們從倫敦金屬交易所購(gòu)買這些原材料然后組合成電池,需要多少錢?你會(huì)發(fā)現(xiàn)只要 80 美元/千瓦時(shí)。

所以 Musk 的想法總是「這件事情在物理層面上是行得通的,我為什么做不成?」。而電池組的成本也是各大數(shù)據(jù)分析、投資分析公司最看重的地方,因?yàn)檫@關(guān)乎到一家電動(dòng)汽車公司最本質(zhì)的「盈利能力」和「競(jìng)爭(zhēng)力」。

據(jù),現(xiàn)在雖然仍然沒(méi)有實(shí)現(xiàn),但是未來(lái) 100 美元/千瓦時(shí)的成本是整個(gè)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)。而如果你的成本可以控制在這之下,你不僅僅可以非常具有競(jìng)爭(zhēng)力,你甚至能夠成為行業(yè)第一。

這也讓投資電池成為了一項(xiàng)相對(duì)危險(xiǎn)的業(yè)務(wù)。根據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)(Bloomberg New Energy Finance)的預(yù)測(cè),2016 年全球電池成本下降 22%,并將在 2017 年再下降 15%至 20%。對(duì)于電動(dòng)汽車制造商而言,這是一件好事,但對(duì)于電池生產(chǎn)商來(lái)說(shuō),這樣的競(jìng)爭(zhēng)讓他們很難一直保持領(lǐng)先。

(麥肯錫研究報(bào)道,電池成本的下降趨勢(shì)和三大市場(chǎng)的電動(dòng)汽車銷量趨勢(shì))

這些電池成本價(jià)格的下降可能會(huì)很快放緩,因?yàn)閮r(jià)格已經(jīng)下降到快要接近原材料成本。但能夠保持領(lǐng)先于成本趨勢(shì)的汽車制造商,才能夠更快地實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車的盈利。

還是先以 Tesla 為例,他們?cè)谕ㄟ^(guò)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)、不斷革新的制造工藝以及減少物流過(guò)程中的浪費(fèi)來(lái)降低鋰電池的制造成本,并且通過(guò)合理的流程優(yōu)化來(lái)減少開支。到 2018 年,也就是批量生產(chǎn) Model 3 的第一年年底,特斯拉超級(jí)工廠將把每千瓦時(shí)電量電池組的成本降低 30% 以上。

而這一部分也得益于,Tesla 放棄了原來(lái)的 18650 型號(hào)電池,而投產(chǎn)這款自己研發(fā)的規(guī)格容量都更大的 2170 型號(hào)電池(現(xiàn)在 18650 型號(hào)電池容量為 1500-3000mAh,而 2170 型號(hào)的電池容量可達(dá) 5750-6000mAh。)Musk 說(shuō):21700 型電池的能量密度是世界上最高的,并且還將是最便宜的。具體多便宜?Tesla 官方表示:未來(lái) 2170 鋰電池系統(tǒng)成本為 155 美元/千瓦時(shí),預(yù)售價(jià)為 170 美元/千瓦時(shí)。

而目前階段,各家的電池成本究竟是什么狀況?拿 Tesla 和現(xiàn)階段兩個(gè)比較火的電動(dòng)汽車:暫時(shí)全球電動(dòng)汽車銷量第一的日產(chǎn) Leaf,和最近「性價(jià)比」非常高買的火熱的雪佛蘭 Bolt 這兩款車做比較,雖然電池成本是各家的核心數(shù)據(jù),一般不外露,但通過(guò)官方的電池組售價(jià)和發(fā)言人的透露中粗略的得出具體的數(shù)字:

日產(chǎn) Leaf 在 2014 年 270 美元/千瓦時(shí)。(原因:雖然非常「驚艷」,但 24kWh 小續(xù)航版本對(duì)電池體積并沒(méi)有非常極致,而且 Leaf 也買的比較好,有一定規(guī)模效應(yīng)。)

作為同樣是 60 kWh 以上的電池組版本:Tesla 表示在2016年就做到了低于 190 美元/千瓦時(shí),而雪佛蘭 Bolt 在今年推算成本價(jià)格大約在 200 美元/千瓦左右。

所以僅僅是作為一臺(tái)單純的電動(dòng)汽車,電池成本在這之間的差距就不容小覷。在這個(gè)「賭局」中的每個(gè)人,在下注之后一定是全神貫注的關(guān)注在對(duì)抗之中,周圍那些猶豫的人,賭場(chǎng)中的流言蜚語(yǔ)已經(jīng)和他沒(méi)關(guān)系了。

押注下一代「電池技術(shù)」?

技術(shù)的發(fā)展也許總會(huì)有一些必然性與偶然性,「偶然」可能是說(shuō)某一天某項(xiàng)技術(shù)被「牛頓的蘋果」砸中,突然就有了重大突破,所以投資電池超級(jí)工廠也某種程度的像是在「押注」,而「必然」則是說(shuō)在預(yù)期內(nèi)的技術(shù)進(jìn)步。也許這樣的比喻不夠恰當(dāng),不過(guò)接下來(lái)需要談?wù)摰倪@個(gè)必然性是可預(yù)期的下一代「電池技術(shù)」。

「如果希望能量密度進(jìn)一步提高,大于 500 瓦時(shí)/公斤的話,從現(xiàn)在開始就要考慮固態(tài)鋰電池,以及鋰空氣電池、鋰硫電池等新的電化學(xué)體系探索研究」,中國(guó)工程院院士陳立泉在談到電池的未來(lái)發(fā)展時(shí)這么回答到。

而這其中的「全固態(tài)鋰電池」則因?yàn)槿ツ暧?guó)富豪的一筆投資而脫穎而出,戴森公司的創(chuàng)始人詹姆斯·戴森(James Dyson)曾花 9000 萬(wàn)美金收購(gòu)固態(tài)電池企業(yè) Sakti3,同時(shí)去年 8 月宣布,他宣布將投資 14 億美元建立一座電池廠,推進(jìn)固態(tài)鋰電池技術(shù)的發(fā)展。

(James Dyson)

德國(guó)汽車零部件巨頭博世BOSCH),2015 年收購(gòu)美國(guó)電池公司「Seeo」,之后與日本著名的 GS YUASA 電池公司和三菱重工共同建立了新工廠,主攻固態(tài)陽(yáng)極鋰離子電池。

「全固態(tài)鋰電池」這么被看好是因?yàn)樗m合作為「動(dòng)力電池」,原因簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是它的三個(gè)優(yōu)點(diǎn):

比傳統(tǒng)鋰電池提升大約一倍的能量密度

可實(shí)現(xiàn)柔性或者微型化,可以擺脫剛性外殼和尺寸的束縛

安全可靠,可以承受切割、撞擊等安全考驗(yàn),非常適合作為動(dòng)力電池

而據(jù)悉各大電池廠商豐田、松下、LG、三星和國(guó)內(nèi)的寧德時(shí)代、比亞迪等等都開始對(duì)「全固態(tài)鋰電池」投入大量的研發(fā)力量,但據(jù)業(yè)內(nèi)人事透露,這項(xiàng)技術(shù)還在逐漸突破,可能還需要 5-10 年的時(shí)間正真大批量量產(chǎn)落地,同時(shí)要滿足車廠成本和綜合性的要求還要拭目以待。

在電池行業(yè),正真改變世界的還是這樣技術(shù)突破,所以今天汽車廠商面臨的抉擇也同樣「糾結(jié)」,之前一直說(shuō) Tesla Model 3 是 Musk 的這個(gè)「賭博」的關(guān)鍵產(chǎn)品,對(duì)于所以其實(shí)電池技術(shù)的押注也是這個(gè)賭博的組成部分之一吧,這也許是被很多人所忽視的地方。

從電池「性價(jià)比」的戰(zhàn)爭(zhēng),再到下一代的「電池技術(shù)」的押注,電池成為了新造車公司的新賭局,好像風(fēng)險(xiǎn)有多大,機(jī)會(huì)也同樣有多大。當(dāng)電動(dòng)汽車革命的擋不住的涌來(lái),舊公司要決定是不是入局,新公司就需要直接下注,而這個(gè)賭局中的人還沒(méi)有絕對(duì)的大贏家,因?yàn)椴坏劫€局結(jié)束,誰(shuí)都不知道誰(shuí)會(huì)真正笑到最后。

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    發(fā)表于 01-21 06:27

    ADS1278芯片上電發(fā)現(xiàn)溫度慢慢上升,到最后很燙手,為什么?

    發(fā)現(xiàn)DRDY一直處于低電平。用熱風(fēng)槍吹下來(lái),我測(cè)量芯片各通道對(duì)地的阻抗 大概有7M,不知道是否正常。其中焊接芯片的烙鐵溫度為370度,熱風(fēng)槍吹大概也有400度。看手冊(cè)上寫焊接溫度為150度,但150度根本無(wú)法焊接啊,不知道是不是焊接有沒(méi)有可能焊壞了芯片。
    發(fā)表于 01-09 06:55

    大模型,智能家居的春秋戰(zhàn)國(guó)之交

    從一盤散沙到群雄逐鹿,誰(shuí)能到最后
    的頭像 發(fā)表于 11-13 09:41 ?3382次閱讀
    大模型,智能家居的春秋戰(zhàn)國(guó)之交

    關(guān)于陶瓷電路板你不知道的事

    陶瓷電路板(Ceramic Circuit Board),又稱陶瓷基板,是一種以陶瓷材料為基體,通過(guò)精密的制造工藝在表面形成電路圖形的高技術(shù)產(chǎn)品,快來(lái)看看哪些是您還不知道的事?
    的頭像 發(fā)表于 10-21 11:55 ?991次閱讀
    關(guān)于陶瓷電路板你<b class='flag-5'>不知道</b>的事

    又一電工不知道,施耐德變頻器怎么復(fù)位,如果不告訴你,你知道怎么復(fù)位嗎?

    維修 我給他說(shuō),可能以前沒(méi)接觸過(guò)施耐德的變頻器,就不知道它還有一個(gè)蓋子,要復(fù)位的話,就要把蓋子打開,第一次找不到也正常,要是經(jīng)常斷電重啟的話,對(duì)設(shè)備不好。 變頻器修理 之所以分享給大家,就是想告訴那些沒(méi)接觸過(guò)施耐
    的頭像 發(fā)表于 10-12 15:15 ?1158次閱讀
    又一電工<b class='flag-5'>不知道</b>,施耐德變頻器怎么復(fù)位,如果不告訴你,你<b class='flag-5'>知道</b>怎么復(fù)位嗎?

    想對(duì)正弦波信號(hào)幅值進(jìn)行調(diào)節(jié),不知道能否使用PGA112?

    我想對(duì)正弦波信號(hào)幅值進(jìn)行調(diào)節(jié)。不知道能否使用PGA112,或者相應(yīng)的可編程增益放大器。使用時(shí)需要注意些什么,其參考電路。 有使用過(guò)的可以談?wù)劇?謝謝!
    發(fā)表于 09-20 07:48

    AMC1100使用前需要烘烤,不知道烘烤溫度和烘烤時(shí)間是多少?

    1:AMC1100使用前需要烘烤,但是不知道 烘烤溫度和烘烤時(shí)間是多少?能在datasheet上查看到嗎? 2:datasheet上 MSL參數(shù) Level-1-260C-UNLIM中UNLIM
    發(fā)表于 08-09 08:11

    新手嘗試做一個(gè)LED驅(qū)動(dòng)電路,不知道電路有沒(méi)有問(wèn)題

    TP8006穩(wěn)流驅(qū)動(dòng),最后留出LED插口。 因?yàn)椴皇呛芏布O(shè)計(jì),不知道做的模塊能不能行,很希望各位提提意見,讓我認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)硬件設(shè)計(jì)上的缺陷。
    發(fā)表于 07-24 18:35