2025年電動(dòng)車售價(jià)有望低于燃油車

在影響電動(dòng)汽車銷售的因素當(dāng)中，價(jià)格居高不下無疑是其中的關(guān)鍵。近兩年，隨著價(jià)格的下降，全球電動(dòng)汽車銷量開始大幅增長。但是，和同類傳統(tǒng)燃油車相比，如果沒有各國政府的補(bǔ)貼，電動(dòng)車仍然沒有價(jià)格優(yōu)勢。因此，現(xiàn)在需要想方設(shè)法降低電動(dòng)汽車成本。由于電動(dòng)車中的電池組占整車成本的1/4，可謂是影響其銷售價(jià)格的最重要因素。電動(dòng)汽車和傳統(tǒng)燃油汽車何時(shí)才能達(dá)到同等價(jià)格，就取決于電池成本。

事實(shí)上，近年來，電池成本一直在快速下降。通常，一輛電動(dòng)汽車的電池組存儲(chǔ)著10-100千瓦時(shí)(kWh)的電力。例如，三菱i-MIEV的電池容量為16 kWh，續(xù)駛里程為62英里，特斯拉Model S的電池容量為100 kWh，續(xù)駛里程為400英里。2010年時(shí)，電動(dòng)汽車電池組的價(jià)格超過1000美元/kWh。到2019年，這一價(jià)格已經(jīng)跌至150美元/kWh。目前，汽車工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是如何進(jìn)一步降低成本。對(duì)于該問題，美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機(jī)械工程副教授文卡特維斯瓦納坦(Venkat Viswanathan)和兩名機(jī)械工程博士候選人亞歷山大比爾斯(Alexander Bills)和沙尚斯里派德(Shashank Sripad)發(fā)表了一篇文章，提出了降低電池成本的兩個(gè)方法。

兩個(gè)模型分析電池成本

根據(jù)美國能源部的數(shù)據(jù)，當(dāng)每輛電動(dòng)車中電池組的價(jià)格降低到100美元/ kWh，并最終降到80美元/ kWh時(shí)，電動(dòng)汽車的售價(jià)才可能會(huì)低于同類的傳統(tǒng)燃油車。為了預(yù)測電池成本何時(shí)能夠下降到目標(biāo)水平，維斯瓦納坦教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個(gè)電池成本模型，該模型涵蓋了電動(dòng)汽車電池制造的各個(gè)方面，該模型包含了以下變量：設(shè)計(jì)、材料、勞動(dòng)力、生產(chǎn)能力和需求。這些模型也顯示了研究人員和制造商在降低電池成本方面的努力。

用于分析電池成本的模型分為“自上而下”或“自下而上”兩類。

“自上而下”的模型主要基于按需和時(shí)間來預(yù)測成本。萊特定律(Wright 's law)是一種流行的“自上而下”預(yù)測電池成本的模型，它預(yù)測電池成本會(huì)隨著產(chǎn)量的增加而下降，主要是規(guī)模和行業(yè)積累的經(jīng)驗(yàn)降低了成本。例如，目前有部分汽車品牌推出無電池購車，即只需要購買該品牌的電動(dòng)汽車，而不用購買其中的電池，可以從相關(guān)公司租賃電池使用。據(jù)外媒報(bào)道，印度中央政府于近日表示，將允許出售和注冊(cè)不配裝電池的電動(dòng)汽車，這不僅可以大大降低電動(dòng)汽車成本，還有可能促進(jìn)電池交換行業(yè)的發(fā)展。此舉是在印度交通運(yùn)輸部同意行業(yè)代表關(guān)于將電池成本(占總成本的30-40%)與車輛成本脫鉤的陳述之后決定的。

第二個(gè)模型是“自下而上”的成本模型，很重要的一點(diǎn)是要了解如何制造電池。鋰離子電池由正極、負(fù)極、正極、電解質(zhì)以及端子、外殼等輔助部件組成。每個(gè)部件都有與其材料、制造、裝配相關(guān)的成本，工廠維護(hù)相關(guān)的費(fèi)用，以及間接費(fèi)用等有關(guān)。對(duì)于電動(dòng)汽車來說，電池需要被整合成小組的電池或模塊，然后再組合成電池組。“自下而上”的電池成本模型則遵循與電池制造過程本身相同的結(jié)構(gòu)。該模型會(huì)考量電池設(shè)計(jì)規(guī)格、商品和勞動(dòng)力價(jià)格、資本投資要求(如制造工廠和設(shè)備)、管理費(fèi)率和制造量等要素。通過計(jì)算制造成本、材料成本和管理費(fèi)用等預(yù)測電池成本。

降低電池成本是關(guān)鍵

使用“自下而上”的成本模型，維斯瓦納坦將分解電池的每個(gè)部分對(duì)電池總成本的貢獻(xiàn)，并分析電池創(chuàng)新對(duì)電動(dòng)汽車成本的影響。據(jù)悉，材料成本占電池總成本的最大比例，約為50%。其中，陰極材料成本約占材料成本的43%，其他電池材料成本約占36%。陰極材料的改進(jìn)是最重要的創(chuàng)新，因?yàn)殛帢O是電池成本的最大組成部分。電動(dòng)汽車最常見的正極材料是特斯拉汽車使用的鎳鈷鋁氧化物，其他大多數(shù)電動(dòng)汽車使用的鎳錳鈷氧化物，以及大多數(shù)電動(dòng)公交車使用的磷酸鐵鋰。在這三種材料中，鎳鈷氧化鋁的單位能量成本最低，單位質(zhì)量能量或比能量最高。低成本的單位能量源于高比能，因?yàn)楦俚碾姵匦枰⒁粋€(gè)電池組，這使得其他電池材料的成本更低。

鈷是陰極中最昂貴的材料，所以這些材料的配方中鈷含量較少通常會(huì)導(dǎo)致電池價(jià)格更低。近兩年，國內(nèi)外電池企業(yè)和汽車制造商都在研發(fā)無“鈷“電池。維斯瓦納坦在開發(fā)由純鋰制成的電池陽極方面取得了重大進(jìn)展，有望開發(fā)出一類新的電池，在同等重量下，該電池能容納更多的能量，輸出更大的功率。這將有望降低電動(dòng)汽車、低排放飛機(jī)的制造成本。

2025年電動(dòng)車售價(jià)有望低于燃油車

預(yù)測與傳統(tǒng)燃油車價(jià)格平價(jià)的時(shí)間線需要預(yù)測電池成本的未來軌跡。維斯瓦納坦估計(jì)，電池原材料成本的降低、性能的提高以及生產(chǎn)過程中的學(xué)習(xí)，可能會(huì)在2025年時(shí)將電池組的成本降低至80美元/kWh。假設(shè)電池成本占電動(dòng)汽車成本的四分之一，那么每千瓦時(shí)75美元的100 kWh電池組的成本約為3萬美元，這將導(dǎo)致電動(dòng)汽車的價(jià)格低于同類汽油動(dòng)力汽車的價(jià)格。