特斯拉成本分析

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特斯拉成本分析


1.ModelS动力电池模块的成本构成


对于纯电动汽车而言,动力电池模块(Cell+Pack+BMS的成本占据了整车成本相当的比例,而电池成本也是制约Tesla发展的最核心要素之一。

TeslaModelS采用的是松下电池公司的18650标准尺寸圆柱电芯。早期的Tesla型号使用LCO为正极的18650电芯,ModelS改用NCA作为正级材料,电芯容量也从最初的2.9Ah提升到3.1AhMusk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。
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,SamsungSDI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。
松下使用的NAC正极材料是由日本住友金属矿山(SMM生产的,SMM是目前全球最大的NCA正极材料生产商,而松下是其唯一客户。
从理论上,ModelS使用85000Wh÷11.2Wh=758918650电池,为了保持每个brick电芯数目的一致,ModelS实际上一共使用了11×9×777623颗松下
186503.1Ah高容量NCA电芯。到目前为止,Tesla与松下签订过两份电池供应合同。第一份合同是在2011年签订的,据报道松下一共向Tesla供应了大约2亿颗18650芯。第二份合同是在20131030号签订的,根据合同松下将在2014年到2017这四年时间里向Tesla供应20亿颗电芯。但是,在与Tesla的这两次供货合同里,松下给出了绝然不同的报价。
2013年早些时候,松下供应给Tesla3.1Ah18650电芯的售价稍微高于$2。但18650电芯原材料(NCA、人造石墨、膈膜、电解液、铜箔铝箔、壳体等,优级品本价已经比较接近$2了,成品电芯的成本接近$3,也就是说松下是在赔本赚吆喝。而且,有媒体报道TeslaCTOJeffreyStraubel20138月份接受MIT
TechnologyReview采访时无意中透露了一个信息,当记者问起ModelS的电池成本时,Jeffrey说“They’realwaylessthanhalf,actually,lessthanaquarterinmostcases.”这是Tesla高层首次就其电池成本问题有据可查的公开表态。
85kWh基本款的售价是$79900,按照Tesla年报的毛利润率22.5%计算,其大概成本为$79900×(1-22.5%=$6192325%的电池成本是$61923×25%=$15480。如果按照每颗电芯$2的成本计算,ModelS的电池成本是7623×$2=$15246。这个数值跟JeffreyStraubel无意中泄露的信息完全一致,松下的确是以赔本价格在给Tesla货!
那么松下为什么会以低于成本价向Tesla供货?像松下这样的跨国公司,在与Tesla合作之前也面临着18650电芯产能过剩的问题,而不得不寻找新兴应用领域。这时候赔本赚吆喝都是可以的,因为松下知道,当新兴领域发育起来以后它仍然有机会赚取足够的利润。
于是,在20131030号签订的合同,媒体广泛报道其成交价值高达70亿美元,也就是说18650NCA电芯的价格上涨到了$3.5,涨幅高达75%,松下在这个deal面纯赚了$1billion
Tesla和松下无疑是进行了异常艰苦的谈判,但松下显然是抓住了Musk的阿基里斯之踵:我松下是你Tesla唯一的电池供应商,我离开你Tesla照样活得很好,但你Tesla没有我松下却活不成,这个问题你Musk没有跟我讨价还价的资本。毫无疑问,$3.5绝对不是Musk想要的报价,但Musk除了接受松下的报价,几乎没有别的选择。2013年,ModelS的动力电池系统(Cell+Pack+BMS的成本是$15246+$20000=$35246。但是到了2013年下半年,在Tesla官网的ModelS论坛上,有位车主给出Tesla为其更换全新电池系统的报价:$46000。如果去掉Tesla22.5%的毛利润率,那么ModelS的动力电池系统成本就是$46000×(1-22.5%$35650,这个数值跟预测的ModelS动力电池系统成本数据几乎完全一致。
到了2014,松下供货的18650NCA电芯已经涨价到了$3.5,也就是说2014ModelS电池组的成本为7623×$3.5=$26680,整整上涨了$26680-$15246$11434

涨幅高达75%
但是,Tesla到目前为止并没有宣布ModelS涨价,因为电芯价格上涨被内部消化了。在Tesla没有大规模量产之前,其它零件成本下行的空间并不会很大,而只有Pack+BMS才可能消化大部分涨幅。也就是说,Pack+BMS2014年的成本下调了$11434,其成本是$20000-$11434$8566
同样做电芯的还有松下的18650NCA电芯,SamsungSDI已经将18650价格降到了1美金,但是SamsungSDI和松下采取了完全不同的经营和技术路线。松下一向坚持技术领先而占据高端市场,而SamsungSDI采取的是技术和成本并重,以市场为主的发展模式。
SamsungSDI1美元18650电池是2.2Ah以下的低档电芯,这个容量级别的电芯是不可能用在EV上的。如果我们仔细分析SamsungSDI这个档次电芯的成本构成,就会发现其实SamsungSDI也是在亏本赚吆喝,目的是用低价将国内圆柱厂家打垮,进而霸占中国市场。一旦市场蚕食完成,那么涨价回本在所难免,这就验证了一句老话,“天下没有免费的午餐”。松下供应Tesla的高容量18650电芯,无论是从原材料选择、电芯工艺,还是产品品质都是超一流水准,这是其成本较高的主要原因。
2.ModelS动力电池系统基本数据
ModelS的电池组Pack一共有11modules,每个modules9brick,每个
brick里面有77个电池。那么ModelS的实际平均工作电压为3.6V×9×11356.4V
ModelS电池组的能量密度:3.1Ah18650电芯的能量密度达到了252Wh/Kg,这是一个很高的指标。ModelS的电池总重是44.5g×7623=339Kg,电池组Cell+Pack+BMS总重是544Kg,那么可以计算出其电池组的能量密度为85KWh÷544Kg=156Wh/Kg个能量密度比国内广泛使用的磷酸铁锂电池组的能量密度(80-100Wh/Kg高出约60%比目前三元材料电池组的能量密度(130-150Wh/Kg还要高。但是,ModelS动力电池组的整体能量密度跟单体电池相比下降了45%,这主要是因为ModelS的电池组位于车底,需要防弹保护盾保证电芯安全,正是这个部件贡献了相当的重量。
ModelS的行驶里程:根据Tesla官网介绍,ModelS在理想工况下的预期行驶距离是480Km(根据数学建模模拟得到,目前关于ModelS行驶里程实测数据已经在网上可以查到了。车主实测结果显示,在120Km/h的标准时速以及一定负载情况下,ModelS的最大行驶里程不超过350Km
ModelS动力电池系统占整车成本的比例:85kWh基本款的售价是$79900,按照Tesla年报披露的毛利润率22.5%计算,其大概成本为$79900×(1-22.5%=$61923那么我们可以计算出ModelS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。
ModelS的能量成本:如果按照动力电池系统的成本计算,其能量成本是$35246÷85KWh414$/KWhModelS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ModelS的电芯能量成本是$15246÷85KWh=179$/KWh

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/527278d3a9114431b90d6c85ec3a87c241288a19.html

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