Model S动力电池系统占整车成本的比例有多高?85kWh基本款的售价是$79900,按照Tesla 2013 年年报的毛利润率 22.5% 计算,其大概成本为 $79900 × (1 - 22.5%) = $61923,那么我们可以计算出Model S的动力电池系统成本所占比例为 $35246 ÷ $61923 × 100% = 56.9%,已经接近整车成本的60%了。
Model S的能量成本在什么水平?如果按照动力电池系统的成本计算,其能量成本是$35246÷ 85KWh = 414 $/KWh。Model S在电芯水平的能量成本是$ 26680 ÷ 85KWh = 313 $/KWh,以上是按照松下与Tesla新供货合同计算的结果。如果我们用2011年松下的供货价格,那么Model S的电芯能量成本是$15246 ÷ 85KWh =179 $/KWh。笔者这里要强调的是,之前Tesla在一些报告中也探讨过能量成本,但是这些数据都是基于早期的电芯价格,也就是说这些早期的数据跟目前的实际情况并不一致。
Model S动力电池系统的重量占整车的比例如何?Model S的整车重量为2109 Kg,那么电池的重量比例为339 Kg ÷ 2109 Kg = 16 %。而整个动力电池系统占整车的比例为544 Kg ÷ 2109Kg = 26 %。读者可能对26% 这个数字没有什么感觉,但是如果跟一辆普通轿车的发动机占整车的大概比例(一般15%左右)比较一下,那么读者就明白Model S的动力电池系统有多“重”了。
Model S 的电池寿命有多长?关于Telsa电池组的循环寿命,到目前为止没有任何公开的数据报道,属于Tesla商业机密范畴。笔者曾经实测过单个松下NCR18650A电芯的循环性,如果以80%容量保持率为标准,在室温下0.5C 100% DOD的测试条件下可以达到1700次的循环,容量型电芯能够达到这个循环寿命已经是相当不错的了。由于每个电芯在内阻和容量上的差异,成组以后循环性相对于单体电芯会有所降低。但是由于松下18650电芯的一致性非常好,而且Tesla采用了非常独特的BMS设计原理,我们有理由相信Model S的电池组循环性跟单电池相比没有较大幅度的下降。
3. Model S动力电池评论
我们首先谈谈Model S的电池,在笔者看来,Musk选择松下的18650电池实际上是基于现实的考量,而并非是动力电池技术上的革新。不管是早期的LCO电池,还是后来的NCA电池,都是容量型而非功率型的标准尺寸电池。目前动力电池圆柱、方形和软包这三种规格当中,圆柱尤其是18650的综合制造成本是最低的,这主要得益于其自动化和大规模的生产。同样也得益于标准化自动化,18650电池的一致性可靠性也是最好的。可以说,成本、一致性和能量密度的综合考量,是Musk选择松下18650电芯的根本原因。
关于电动汽车动力电池的尺寸路线,一直存在着小型(以Tesla为代表)和大型电池(20-40Ah,Toyota和BMW为代表)的争论,这两种技术路线各有利弊,笔者这里不予置评。
笔者曾经测试过松下NCR18650电芯,松下电芯的高品质给笔者留下深刻印象。NCA正极材料的实际应用是有相当技术含量的,而这正是松下的核心技术之一。之前,Samsung SDI以年薪60万美金从松下挖到一位NCA电芯专家,足以说明NCA电池生产技术的含金量。