这是电动汽车(EV)领导力的核心问题:谁在电池方面发挥领导作用?我们暂时将GM和LG Chem排除在外,但有关CleanTechnica的最新评论(+参考文章)提出了BMW +三星电池与Tesla + Panasonic电池的问题,这似乎值得讨论。
不幸的是,我们没有足够的数据来完整比较特斯拉和宝马i3中使用的不同电池组和电池组,但是我认为我们有一些很好的指导。
价格/千瓦时至关重要*
EV具有成本竞争力的最重要的组成部分是成本+电池数量。如果汽车制造商可以使用低成本电池,则可以生产出在价格和功能/尺寸之间的平衡方面与汽油车相比在表面上具有竞争力的汽车,同时还可以提供足够长的续航里程,这对于普通消费者来说是可以接受的。(自然,如果消费者意识到电动汽车的所有“更深层次”的好处,那么汽油车很少会与电动汽车竞争,但是消费者基本上没有意识到这些好处,因此通常是有争议的。)
多年来,我们已经看到的研究将特斯拉的电池成本/ kWh列为首位(尽管据几年前的估计,它已经接近日产)。特斯拉的最新声明称其电池组成本低于令人惊讶的低190美元/千瓦时-但是,这也大约是即将上市的雪佛兰Bolt估计的GM / LG Chem电池组成本(基于通用汽车宣布的145美元/千瓦时LG Chem。电池组和剩余电池组成本的额外30%估算,使电池组的价格达到189美元/千瓦时)。
由于特斯拉和LG Chem是唯一宣布价格低于40,000美元的远程电动汽车的公司,因此我们唯一可以肯定的是,他们以足够低的价格签有电池合同以提供此类汽车。但是,宝马和日产汽车也很有希望达到这一点-但他们不想通过公开计划削弱其现有产品。
不过,目前,只需输入:您可以从特斯拉以6.6万美元的价格从特斯拉购买一辆续航里程超过200英里的大型全电动高档轿车,而在不到100英里的续航里程下,宝马的超小型i3售价为51,400美元。还有其他因素在起作用-例如,i3由相当昂贵的碳纤维制成,而Model S带有Supercharging-但可以肯定地说,宝马的电池比特斯拉的电池贵得多。
价格/千瓦时不是全部
无论事情是否如我们在等式的$ / kWh侧所假设的那样,重要的是要意识到kWh仅与初始额定容量有关,并不涵盖全部内容。
电池专家Versatile Energy Provider的创始人兼首席执行官Denis Rakcheev建议增加功率密度(kWh / kg)作为要考虑的关键参数。他总结:
特斯拉模块相对便宜(人们可能会找到更便宜的锂化学电池,但是这些电池的功率和热性能不会很好)。但是,特斯拉的电池是重量效率最高的电池之一。
车辆的重量越重,推动自身所需的能量就越多。不同的制造商采用不同的方法来解决此问题。特斯拉采用外交手段:铝制车身和高能量密度电池(140 Wh / kg,类似于日产Leaf电池)。BMW i3是碳纤维制成的最轻的车身之一,但电池密度却相当低(95 Wh / kg),而起亚Soul EV则采用了“老派”重型钢制框架,但锂聚合物电池却非常致密(200 Wh / kg)。因此,对于客户而言,理想的情况是拥有所有这些优势的汽车,也许是法拉第未来?
(仅对小型企业和初创公司提供一些见解:在我们的VEP-Tech项目中,我们使用的电池容量为112 Wh / kg和210€/ kWh。顺便说一下,来自Samsung SDI。)
除了功率密度,还与初始容量的每千瓦时价格有关,但与之相关的是,如果电池在失去20%的容量之前只能循环使用10次(完全放电并充满电),那么它们将是巨大的损失者和汽车使用它们的公司和模型将位于垃圾场。
这是读者在文章顶部提到的评论,宝马+三星电池与特斯拉+松下电池之间进行了比较。
长期计划……这是一项技能
应当指出,到目前为止,特斯拉+松下电池的使用情况非常好。
另外,请记住,特斯拉为其电池提供8年“无限英里”保修。
尽管如此,这并不意味着特斯拉拥有市场上“最好的”电动汽车电池。
评论人詹妮·索默(Jenny Sommer)最近链接的这篇文章是2013年对BMZ首席执行官Sven Bauer的采访,该公司当时是欧洲最大的电池制造商(也许仍然是,但我没有看到有关此数据的最新数据)。有趣的是,他说,特斯拉在汽车中使用的18650电池的“电池寿命不是很长”。他补充说:“ BMW i3的电池是最先进的。”他说,它们的设计使用寿命为20年。
首先,我不确定他实际上对特斯拉的电池了解多少,因为他表示电池单元与笔记本电脑中的电池单元相同,但是我们知道特斯拉的电池单元实际上与那些完全不同。 ,研究小组也不认为传统的18650电池对汽车也足够。但是从那开始……。
问题是:特斯拉的电池8年后会不会适合汽车?他们会持续到20年吗?宝马的电池真的能续航20年而不失去可比范围吗?(再次,让我们也忽略宝马i3的电池数量,甚至认为这对汽车的可用性很重要,只是关注电池质量本身。)
BMW i3电池。
这些是我们谁都不知道的问题,但是斯文似乎对他的观点充满信心。当被问及宝马i3电池20年使用寿命的估计有多可靠时,斯文说:“这非常可靠。可以在一个月内证明这一点。准确地说,电池寿命为20.9年。寿命终止意味着电池仍可充电至其原始容量的80%。”
同样,在拒绝了丹尼斯·拉切夫(Denis Rakcheev)的这些评论后,他添加了更多背景信息:
在这里,有一个重要方面是斯文·鲍尔先生未曾触及的。这是电极的设计。能量密度的高值由可以吸附锂离子的特定区域定义。例如,可以通过添加更多层电极材料和/或通过布置纳米线结构来增加电极表面的孔隙率来操纵该特定区域。增加电极比表面是昂贵的过程,需要仔细测试以确保电池的热稳定性和功率特性。结果,人们在能量密度和功率密度之间找到了金钥匙。宝马通过使用能量密度较小的电池采取了更便宜的方式。这就是为什么我认为“ Goliath vs Achilles”的比较。比较电池单元的主要细节后,谁的弱点就更大了。
斯文·鲍尔(Sven Bauer)在2013年的采访中指出,这些长寿命电池的价格存在折衷。他没有给出价格,但他说宝马的电池成本要比特斯拉高。他说:
“具有使用寿命长达20年的大容量电池(例如BMW i3电池)具有更高的性能,但目前在电时方面更昂贵。但是,电池管理的工作量明显减少。我们现在也正在谈论每千瓦时250至300欧元之间的价格,但要有更高的性能和更长的使用寿命。”(请记住,这次采访是在2013年进行的,因此今天的价格肯定有很大不同。)
在回答另一个问题时,斯文说:“特斯拉的电池可以工作。但是与此相比,BMW i3的电池是一个巨大的飞跃。”
Denis Rakcheev在这里的评论是:“鲍尔先生很难相信,除非他可以在以下三个关键参数上与特斯拉进行比较:价格/千瓦时,千瓦时/公斤和千瓦时/立方米。电池的寿命逐渐变成电池的管理问题(热,80%SoC,80%DoD,峰值消耗管理),并且对锂离子电池化学性质的依赖性较小(除非我们谈论的是不同的化学方法,例如锂空气电池,液流电池或其他奇特的组合)。”
关于特斯拉的电池,斯文说,使用18650电池,“它们永远不会达到20年的电池寿命……”。如果仔细地照管电池,则可能使用寿命长达八年。如果您经常开车出去或住在加利福尼亚这样的高温地区,那里的道路温度可能达到60、70摄氏度,那么大概只有四到五年。
我不得不说,如果实际情况是“ 8年最高峰”,而更有可能是4-5年,那么特斯拉将为它的电池提供8年无限里程保修似乎很奇怪。但是,有了这些声明,Sven的报价就完成了。和 [编辑:前面的几行已删除,因为我了解到-或提醒我,因为我必须已经读过此书-特斯拉的电池保修根本不涵盖退化。]我再重申一遍:Sven似乎以他的评论基于与特斯拉电池组有很大不同的标准18650电池组。正如丹尼斯(Denis)所说,还有其他几个参数需要考虑,而且看来Sven不知道特斯拉电池的参数是什么,并做出了一些奇怪的假设。
我请特斯拉汽车公司几次看一下以上的说法,并回答有关特斯拉电池的预期寿命(达到80%的容量),10年和20年后的预期容量,以及特斯拉电池对此有何保证?电池专家预计将成为这些电池组的最高电池寿命(达到80%容量)。不幸的是,我所得到的只是与主流媒体上一篇文章的链接,该文章讨论了特斯拉能源固定式存储产品-与特斯拉汽车中所使用的电池完全不同的情况无关,并且实际上并没有任何新的东西或对我有用。反正故事。[编辑:特斯拉代表也没有纠正关于特斯拉电动汽车电池保修涵盖退化到一定程度的假设。]
因此,特斯拉基本上没有关于这些电池问题的详细信息。不过,我们知道的是,特斯拉的保修涵盖了8年的电池容量(也就是说,容量必须等到8年后才能降至初始额定值的80%以下)。假设特斯拉没有选择8年,只是期望许多电池只能使用8年(那是愚蠢的),我预计大多数电池至少要保持80%以上的寿命。 [编辑:前面的几行已删除,因为我了解到-或提醒我,因为我必须已经读过此书-特斯拉的电池保修根本不涵盖退化。]
现在,考虑到所有这些,让我们回到标题中的问题:“宝马+三星电池vs特斯拉+松下电池-哪个更好?”
显然,“好”是一个主观术语,但通常会根据成本,性能和寿命之间的平衡进行评估。在这一点上很难说,当特斯拉能够在大型豪华轿车市场上排名第一时,宝马i3的销售表现平平时,宝马的电池可以提供更高的价值。甚至没有考虑到特斯拉电池的更高功率密度,消费者根本不喜欢相对较高的前期成本,而且购买此类产品的消费者往往不是很长期的思想家。很少有人会在购买(或租赁!)汽车时考虑20年。
就是说,我们甚至不知道BMW i3的电池寿命是否真的能达到特斯拉电池的两倍,而且有一点暗示着,特斯拉电池的续航能力从250英里下降到200英里( 80%的电池仍比BMW i3电池有用,后者的电池续航里程从80英里下降到64英里(80%),甚至是72英里(90%)。我想我可以预测哪种价格在二手车市场上会更好。
尽管如此,这对我来说是一件非常有趣的事情,关于这些公司应如何选择电池技术选择,还有一些根本性的有趣争论要争论。
特斯拉Model S和BMW i3车辆年龄较大,以及宝马i5和其他电动汽车计划和产品的更多新闻时,我们将在这些问题上有更多的看法。宝马是否真的能够以与特斯拉Model 3竞争的价格提供类似于i5汤姆·莫洛尼设想的东西?还是在宝马使用长寿命但价格昂贵的三星SDI电池时问得太多?特斯拉的电池会继续保持比预期的更好的状态吗,还是它们的退化会导致消费者在几年内想要升级并遭受转售价值下降的困扰?特斯拉和宝马会坚持最初的电池决定,还是会改变方向?随着时间的流逝,这些都是我渴望看到的所有问题,它们展现了电动汽车及其电池动力的未来。
*我不知道将其插入哪里,但丹尼斯还有另外一条有趣的评论:电池组的电气组装方式是影响电池组的成本,性能以及可能的预期寿命的其他功能。特斯拉使用了数千个18650电池,而其他大多数通常使用96或192个电池。每个特斯拉电池的容量约为3,2 – 3,4 Ah,而另一个电池的容量在60至94 Ah之间。在这两种方法中都有优点和缺点。特斯拉的矩阵样式组装起来更昂贵,更换小型电池更便宜,并且在电池级别上更容易控制温度。其他模块的模块化设计几乎与特斯拉的相反:组装成本更低,更换大型电池的成本更高,以及由于扩散到大型电池的体积较小的速度较慢而导致的热控制不均匀或成本更高。