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全球四大动力电池巨头“产品评测”:宁德时代排名第几?

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时间:1900/1/1 0:00:00

挑灯夜读瑞银关于动力电池制造商的最新长篇报告《撕裂电动汽车的心脏:电池能提供优势吗?谁赢?》,我受益匪浅。为了更深入地了解各种电池的技术水平、化学成分、制造工艺和成本,瑞银证据实验室从松下、LG化学、三星和当代安培技术有限公司(SZ:300750)拆除了主流电池产品,所得结果具有很大的参考价值。让我们记录一些要点,供您参考。注:本文仅用于信息交流,不构成任何交易建议。LG和当代安培技术有限公司的增长最好,特斯拉受益最大。 对电池的研究非常重要。电池是电动汽车的核心部件,占汽车总价值的25%至40%。无论是对电池工厂还是汽车制造商来说,赢得动力电池领域的竞争,都意味着掌握将电动汽车推向大众的关键技术,并获得重要的竞争优势。 产业链具有巨大的发展空间,全球对动力电池的需求将增长近10倍。得益于电池成本的下降和性能的提高,预计电动新能源汽车的销量将从今年的180万辆增长到2025年的1750万辆。基于这一假设,预计2018年的需求量约为93Gwh,到2025年将增至973GWh,增长9.5倍。就电池的总需求而言,它将从2018年的166Gwh增加到2025年的1145GWh,几乎是六倍。对于锂离子电池企业来说,营业收入将从今年的230亿美元增加到2025年的840亿美元。值得注意的是,在未来几年,电池的生产能力将与需求同步增长,但在2021后,生产能力将放缓。然而,瑞银并不认为电池会成为潜在的瓶颈。 特斯拉的成本优势超出了预期。在拆解测试中,发现松下2170电池的总电池成本仅为111美元/千瓦时。与成本第二低的LG化学相比,特斯拉的成本领先20%。原因有三:首先,特斯拉(NASDAQ:TSLA)的超级电池工厂已经具备规模优势;其次,圆形电池单元的制造工艺更简单;

再次,NCA电池(正极材料为镍、钴、铝组成的三元锂电池)的化学原材料成本更低。在电池组层面,75kWh的配置比之前的研究低了2800美元,估计53kWh的电池具有2000美元的优势。这相当于比之前19年的财务预测多出6亿美元的息税前利润。从成本的角度来看,现阶段同行很难与特斯拉直接竞争。然而,随着韩国和中国制造商不断获得规模经济,他们的成本差距将在未来两三年内逐渐缩小到10%。但至少在2020年初之前,当NMC811电池(NMC指镍锰钴)成为主流产品时,将有机会进一步消除成本差距。另一点不可忽视的是,电池组生产也是特斯拉的一大优势。 特斯拉的其他优势首先,特斯拉在里程和重量方面都有优势,这意味着特斯拉的里程和驾驶体验比朋友的要好。其次,特斯拉的电动装配效率是首屈一指的,这意味着朋友的产品需要使用更大的电池才能达到与特斯拉相同的里程,当然成本也会更高。换算成货币,特斯拉在这方面的成本优势达到1000至4000美元/辆。然而,当LG发挥全规模效应时,其电池成本的缺口将缩小到900美元/辆的水平。在电池组层面,成本差距将缩小到每辆车1700美元的水平。2021后,随着NCM811的普及,这些差距可以继续消除。 基于电池的优点,衡量电池优点和缺点的指标并不局限于电力成本。总的来说,特斯拉和LG表现更好。不同类型的电池有各自的优势,我们不能简单地说谁好或不好。首先,NCA具有最高的体积能量密度,可以用最少的关键原材料制造,并且零件数量最少,组装最简单。然而,NCA固有的安全性能不足,需要与成熟的电池管理系统(BMS)一起使用。特斯拉Model3配备了4416节NCA电池,管理难度可想而知。其次,NCM柔性电池最容易组装成电池组,具有更好的热稳定性,因此不需要复杂的BMS,可以降低安全管理成本。再次,当代安培技术有限公司和三星SDI青睐的方形电池零件最多,近30个零件使其制造过程最为复杂。操作激烈如虎,但生产的电池具有最低的能量密度。然而,其优点是安全且易于组装到电池组中。目前,三星方形电池的价格比LG软电池贵得多,但未来可以通过降低过度设计的安全容量来大幅降低成本。第四,软包装电池的重量和能量密度最高,比如雪佛兰Bolt,它只需要288节电池就可以满足需求。此外,柔性电池不需要如此复杂的BMS,使用更少的连接线,并且具有良好的安全性。然而,柔性电池需要额外的堆叠和折叠制造工艺,这将增加成本和制造复杂性。瑞银修正了此前的观点。他们现在认为,在电动汽车时代,传统内燃机品牌获得的利润将低于特斯拉。 关于对原材料价格的敏感性,预计特斯拉-松下联盟将继续保持其领先地位,前提是原材料价格不会崩溃。特斯拉对镍价格的敏感度将略高于其他原材料。如果锂、钴、镍、锰和铝的价格同时上涨50%,特斯拉-松下联盟将受到的影响最小。 对原材料市场的影响在锂需求方面,预计将从2018年的26.5万吨增加到2025年的115万吨LCE,市场容量将增长约四倍。然而,并不是所有的锂都能完全受益。随着三元电池的普及和技术升级,高纯电池级氢氧化锂在增长中起主导作用。在镍需求方面,目前动力电池的消耗量约为6万吨,预计2025年这一需求将增至66.5万吨……

具有11倍的增长潜力。从总需求来看,预计将从今年的220万吨增加到2025年的310万吨。钴需求方面,今年的需求量约为12万吨,预计到2025年将增至26万吨。 电池组成本的下降趋势。到2025年,电池组成本将下降约35%。原因有三:第一,规模效应的出现。其次,技术升级带来了更高的产能密度和更低的原材料组合成本。最后,电池制造商选择制造成本更低、供应链更好的地方进行生产。例如,三星目前的NCM622产品成本为141美元/千瓦时,当它达到全规模效果时,成本可以降低18%,达到116美元/千瓦小时。在2020年改用NCM811后,由于钴的使用量几乎减半,它也可以带来15%至20%的成本降低空间。换言之,如果分析中考虑技术升级,到2020年/2021,主要制造商的电池成本预计将降至100美元/千瓦时。 电池市场前景广阔,预计到2025年,电池市场产能将达到973GWh,相当于19家特斯拉超级电池工厂。这意味着电池制造商的年均收入将以约20%的复合率增长。特斯拉从电池市场的竞争中获益最大。由于特斯拉拥有电池管理系统的优势,它可以使用成本更低的NCA电池,而特斯拉的电动动力总成是许多制造商中效率最高的。然而,尽管松下目前有很多优势,但未来不会出现赢家通吃的局面。因为其他制造商没有特斯拉那样的能力使用NCA电池。传统内燃机汽车品牌使用NCA电池非常昂贵,而且将其组装成电池组的复杂性也更高。得益于超级电池工厂的规模效应,特斯拉抵消了电池组组装的劣势,但对于刚刚开始转型的传统制造商来说,他们不想使用难以控制的圆形NCA电池,而是将NCM电池视为更好的选择。因此,瑞银认为,未来电池市场将形成寡头垄断结构,前五大制造商将占据80%的市场份额。其中,LG和当代安培技术有限公司(尤其是LG化学)将是增长最快的电池供应商。到2025年,LG化学有望取代松下,成为前五大电池制造商。原因不难理解,全球内燃机制造商不太可能进入NCA的怀抱,NCM的市场份额将逐渐被其他四大巨头蚕食。此外,电池制造市场寡头垄断格局形成后,预计将持续很长一段时间。首先,如果传统汽车制造商建立自己的电池工厂,他们几乎不可能在成本上赶上亚洲领先者。他们更愿意以参股或合资的形式与现有寡头合作,以稳定其供应链,降低物流成本,控制原材料供应。其次,据估计,到2021,松下、LG化工、三星SDI、SK Innovation and Contemporary Amperex Technology Co.,Limited的生产能力将超过50GWh,这几乎是新来者无法逾越的成本壁垒。根据他们迄今为止的FID,当时可以商业化的产能只有2到5Gwh。综上所述,当代安培科技股份有限公司值得我们关注。技术差异当代安培技术有限公司的方形电池最复杂,制造成本最低。继续梳理瑞银集团关于动力电池的研究报告。拆解的电池样品包括宝马I3的三星品牌94Ah电池、通用汽车Bolt的LG品牌软电池、特斯拉的松下品牌圆柱形电池和当代安培技术有限公司,不同国产纯电动汽车使用的有限品牌方形电池。 不同电池综合条件的比较从电池的角度来看,松下圆柱形电池的成本优势非常明显。从容量到能源的角度来看,NCA也明显领先。此外,从重量比能源的角度来看,LG的软电池超过松下的圆柱形电池,夺得冠军。 寻找成本差异的根源为什么NCA的成本优势如此明显?这是由于高镍低钴技术……

松下电池。下图比较了各种电池的正极材料的组成和结构。正是由于高镍低钴,NCA电池的直接材料成本具有无与伦比的优势。因此,就产生了电力成本的主要优势。在第一章中,韩国和中国制造商之间的成本差距将在未来两三年内逐渐缩小到10%,因为它们将继续获得规模效应。但至少在2020年初NMC811电池成为主流产品之前,将有机会进一步消除成本差距。如果只看规模效应,LG化学的成本削减潜力最大,可以带来18%的成本削减效果。需要注意的是,瑞银的模型假设未来会有更高的产能利用率,设备效率的提高会带来更高的生产吞吐量,规模的增加会带来更低的原材料采购成本,研发/销售比例也会更低。这样,规模效应可以使LG化学和三星在未来更具竞争力。此外,除了原材料成本的差异外,我们还需要注意制造成本的差异。根据生产的复杂性,方形电池需要的工艺最多,接近30道。大量零部件需要许多二级供应商的合作。相比之下,圆柱形电池的工艺最简单,因此可以带来最高的生产线利用率。在制造过程中,每个环节的设备利用率都不会低于80%,而在其他类型电池的制造过程中设备利用率会达到60%或更低,从而造成瓶颈。如果排除原材料成本的影响,只看制造总成本的比例,当代安培科技有限公司的优势最大。这个结论很有趣。如前所述,当代安培技术有限公司生产的方形电池具有最高的制造复杂性,但为什么它的制造成本最低?如果我们继续细分制造成本结构,我们可以看到当代安培技术有限公司的劳动力成本仅为1.5美元/千瓦时,而竞争对手工厂的劳动力成本由于位置问题比当代安培技术股份有限公司高出数倍。这一次,中国劳动力的明显优势继续发挥作用。如果排除劳动力成本因素,NCA技术的制造成本仍然是最低的。此外,当代安培科技有限公司的制造成本优势不仅存在于现在,而且随着未来规模的增长,其优势将更加明显。以下是瑞银的预测:然而,对于其他三家竞争对手来说,他们不会错过降低成本的机会,也不会放过当代安培技术有限公司的劳动力成本优势。最直接的方法是直接在中国建厂,以消除当代安培技术有限公司的竞争优势。在他们采取这一措施后,选址对制造成本的影响如下:如上图所示,如果排除劳动力成本的影响,特斯拉将再次领先,而LG化学和三星的制造成本将接近当代安培技术有限公司的水平。 对电池成本下降的预期瑞银认为,未来两三年电池成本下降幅度可达6%-18%。随着NCM811在2020年的普及,预计将实现100美元/千瓦时的目标。首先,当规模效应上升到一定水平时,它将保持稳定。在理想情况下,固定资产成本仅占电池总成本的10%-15%,而材料成本占总成本的56%-66%。其次,未来的成本降低主要来自阴极材料的选择,这考验着高镍低钴制造商的技术。LG化学、三星和宁德发电都预计在2020/2021向NCM811迈进,这将带来11%-24%的成本降低效果。由于松下采用了高镍和低估的NCA技术,成本很难继续下降。第三,未来将陆续建立的中国电池工厂将受益于低劳动力,并将成本降低约7美元/千瓦时。第四,研发费用的收入占比目标是8%-10%,但明年可能会降至5%。这是因为研发支出的绝对投入……

大多数公司的ture将保持不变,而收入将继续增长。总体而言,瑞银预计主流公司将在2021/2022年实现每千瓦时100美元的目标,但松下明年的成本将达到104美元。挑灯夜读瑞银关于动力电池制造商的最新长篇报告《撕裂电动汽车的心脏:电池能提供优势吗?谁赢?》,我受益匪浅。为了更深入地了解各种电池的技术水平、化学成分、制造工艺和成本,瑞银证据实验室从松下、LG化学、三星和当代安培技术有限公司(SZ:300750)拆除了主流电池产品,所得结果具有很大的参考价值。让我们记录一些要点,供您参考。注:本文仅用于信息交流,不构成任何交易建议。LG和当代安培技术有限公司的增长最好,特斯拉受益最大。 对电池的研究非常重要。电池是电动汽车的核心部件,占汽车总价值的25%至40%。无论是对电池工厂还是汽车制造商来说,赢得动力电池领域的竞争,都意味着掌握将电动汽车推向大众的关键技术,并获得重要的竞争优势。 产业链具有巨大的发展空间,全球对动力电池的需求将增长近10倍。得益于电池成本的下降和性能的提高,预计电动新能源汽车的销量将从今年的180万辆增长到2025年的1750万辆。基于这一假设,预计2018年的需求量约为93Gwh,到2025年将增至973GWh,增长9.5倍。就电池的总需求而言,它将从2018年的166Gwh增加到2025年的1145GWh,几乎是六倍。对于锂离子电池企业来说,营业收入将从今年的230亿美元增加到2025年的840亿美元。值得注意的是,在未来几年,电池的生产能力将与需求同步增长,但在2021后,生产能力将放缓。然而,瑞银并不认为电池会成为潜在的瓶颈。 特斯拉的成本优势超出了预期。在拆解测试中,发现松下2170电池的总电池成本仅为111美元/千瓦时。与成本第二低的LG化学相比,特斯拉的成本领先20%。原因有三:首先,特斯拉(NASDAQ:TSLA)的超级电池工厂已经具备规模优势;其次,圆形电池单元的制造工艺更简单;

再次,NCA电池(正极材料为镍、钴、铝组成的三元锂电池)的化学原材料成本更低。在电池组层面,75kWh的配置比之前的研究低了2800美元,估计53kWh的电池具有2000美元的优势。这相当于比之前19年的财务预测多出6亿美元的息税前利润。从成本的角度来看,现阶段同行很难与特斯拉直接竞争。然而,随着韩国和中国制造商不断获得规模经济,他们的成本差距将在未来两三年内逐渐缩小到10%。但至少在2020年初之前,当NMC811电池(NMC指镍锰钴)成为主流产品时,将有机会进一步消除成本差距。另一点不可忽视的是,电池组生产也是特斯拉的一大优势。 特斯拉的其他优势首先,特斯拉在里程和重量方面都有优势,这意味着特斯拉的里程和驾驶体验比朋友的要好。其次,特斯拉的电动装配效率是首屈一指的,这意味着朋友的产品需要使用更大的电池才能达到与特斯拉相同的里程,当然成本也会更高。换算成货币,特斯拉在这方面的成本优势达到1000至4000美元/辆。然而,当LG发挥全规模效应时,其电池成本的缺口将缩小到900美元/辆的水平。在电池组层面,成本差距将缩小到每辆车1700美元的水平。2021后,随着NCM811的普及,这些差距可以继续消除。 基于电池的优点,衡量电池优点和缺点的指标并不局限于电力成本。总的来说,特斯拉和LG表现更好。不同类型的电池有各自的优势,我们不能简单地说谁好或不好。首先,NCA具有最高的体积能量密度,可以用最少的关键原材料制造,并且零件数量最少,组装最简单。然而,NCA固有的安全性能不足,需要与成熟的电池管理系统(BMS)一起使用。特斯拉Model3配备了4416节NCA电池,管理难度可想而知。其次,NCM柔性电池最容易组装成电池组,具有更好的热稳定性,因此不需要复杂的BMS,可以降低安全管理成本。再次,当代安培技术有限公司和三星SDI青睐的方形电池零件最多,近30个零件使其制造过程最为复杂。操作激烈如虎,但生产的电池具有最低的能量密度。然而,其优点是安全且易于组装到电池组中。目前,三星方形电池的价格比LG软电池贵得多,但未来可以通过降低过度设计的安全容量来大幅降低成本。第四,软包装电池的重量和能量密度最高,比如雪佛兰Bolt,它只需要288节电池就可以满足需求。此外,柔性电池不需要如此复杂的BMS,使用更少的连接线,并且具有良好的安全性。然而,柔性电池需要额外的堆叠和折叠制造工艺,这将增加成本和制造复杂性。瑞银修正了此前的观点。他们现在认为,在电动汽车时代,传统内燃机品牌获得的利润将低于特斯拉。 关于对原材料价格的敏感性,预计特斯拉-松下联盟将继续保持其领先地位,前提是原材料价格不会崩溃。特斯拉对镍价格的敏感度将略高于其他原材料。如果锂、钴、镍、锰和铝的价格同时上涨50%,特斯拉-松下联盟将受到的影响最小。 对原材料市场的影响在锂需求方面,预计将从2018年的26.5万吨增加到2025年的115万吨LCE,市场容量将增长约四倍。然而,并不是所有的锂都能完全受益。随着三元电池的普及和技术升级,高纯电池级氢氧化锂在增长中起主导作用。在镍需求方面,目前动力电池的消耗量约为6万吨,预计2025年这一需求将增至66.5万吨……

具有11倍的增长潜力。从总需求来看,预计将从今年的220万吨增加到2025年的310万吨。钴需求方面,今年的需求量约为12万吨,预计到2025年将增至26万吨。 电池组成本的下降趋势。到2025年,电池组成本将下降约35%。原因有三:第一,规模效应的出现。其次,技术升级带来了更高的产能密度和更低的原材料组合成本。最后,电池制造商选择制造成本更低、供应链更好的地方进行生产。例如,三星目前的NCM622产品成本为141美元/千瓦时,当它达到全规模效果时,成本可以降低18%,达到116美元/千瓦小时。在2020年改用NCM811后,由于钴的使用量几乎减半,它也可以带来15%至20%的成本降低空间。换言之,如果分析中考虑技术升级,到2020年/2021,主要制造商的电池成本预计将降至100美元/千瓦时。 电池市场前景广阔,预计到2025年,电池市场产能将达到973GWh,相当于19家特斯拉超级电池工厂。这意味着电池制造商的年均收入将以约20%的复合率增长。特斯拉从电池市场的竞争中获益最大。由于特斯拉拥有电池管理系统的优势,它可以使用成本更低的NCA电池,而特斯拉的电动动力总成是许多制造商中效率最高的。然而,尽管松下目前有很多优势,但未来不会出现赢家通吃的局面。因为其他制造商没有特斯拉那样的能力使用NCA电池。传统内燃机汽车品牌使用NCA电池非常昂贵,而且将其组装成电池组的复杂性也更高。得益于超级电池工厂的规模效应,特斯拉抵消了电池组组装的劣势,但对于刚刚开始转型的传统制造商来说,他们不想使用难以控制的圆形NCA电池,而是将NCM电池视为更好的选择。因此,瑞银认为,未来电池市场将形成寡头垄断结构,前五大制造商将占据80%的市场份额。其中,LG和当代安培技术有限公司(尤其是LG化学)将是增长最快的电池供应商。到2025年,LG化学有望取代松下,成为前五大电池制造商。原因不难理解,全球内燃机制造商不太可能进入NCA的怀抱,NCM的市场份额将逐渐被其他四大巨头蚕食。此外,电池制造市场寡头垄断格局形成后,预计将持续很长一段时间。首先,如果传统汽车制造商建立自己的电池工厂,他们几乎不可能在成本上赶上亚洲领先者。他们更愿意以参股或合资的形式与现有寡头合作,以稳定其供应链,降低物流成本,控制原材料供应。其次,据估计,到2021,松下、LG化工、三星SDI、SK Innovation and Contemporary Amperex Technology Co.,Limited的生产能力将超过50GWh,这几乎是新来者无法逾越的成本壁垒。根据他们迄今为止的FID,当时可以商业化的产能只有2到5Gwh。综上所述,当代安培科技股份有限公司值得我们关注。技术差异当代安培技术有限公司的方形电池最复杂,制造成本最低。继续梳理瑞银集团关于动力电池的研究报告。拆解的电池样品包括宝马I3的三星品牌94Ah电池、通用汽车Bolt的LG品牌软电池、特斯拉的松下品牌圆柱形电池和当代安培技术有限公司,不同国产纯电动汽车使用的有限品牌方形电池。 不同电池综合条件的比较从电池的角度来看,松下圆柱形电池的成本优势非常明显。从容量到能源的角度来看,NCA也明显领先。此外,从重量比能源的角度来看,LG的软电池超过松下的圆柱形电池,夺得冠军。 寻找成本差异的根源为什么NCA的成本优势如此明显?这是由于高镍低钴技术……

松下电池。下图比较了各种电池的正极材料的组成和结构。正是由于高镍低钴,NCA电池的直接材料成本具有无与伦比的优势。因此,就产生了电力成本的主要优势。在第一章中,韩国和中国制造商之间的成本差距将在未来两三年内逐渐缩小到10%,因为它们将继续获得规模效应。但至少在2020年初NMC811电池成为主流产品之前,将有机会进一步消除成本差距。如果只看规模效应,LG化学的成本削减潜力最大,可以带来18%的成本削减效果。需要注意的是,瑞银的模型假设未来会有更高的产能利用率,设备效率的提高会带来更高的生产吞吐量,规模的增加会带来更低的原材料采购成本,研发/销售比例也会更低。这样,规模效应可以使LG化学和三星在未来更具竞争力。此外,除了原材料成本的差异外,我们还需要注意制造成本的差异。根据生产的复杂性,方形电池需要的工艺最多,接近30道。大量零部件需要许多二级供应商的合作。相比之下,圆柱形电池的工艺最简单,因此可以带来最高的生产线利用率。在制造过程中,每个环节的设备利用率都不会低于80%,而在其他类型电池的制造过程中设备利用率会达到60%或更低,从而造成瓶颈。如果排除原材料成本的影响,只看制造总成本的比例,当代安培科技有限公司的优势最大。这个结论很有趣。如前所述,当代安培技术有限公司生产的方形电池具有最高的制造复杂性,但为什么它的制造成本最低?如果我们继续细分制造成本结构,我们可以看到当代安培技术有限公司的劳动力成本仅为1.5美元/千瓦时,而竞争对手工厂的劳动力成本由于位置问题比当代安培技术股份有限公司高出数倍。这一次,中国劳动力的明显优势继续发挥作用。如果排除劳动力成本因素,NCA技术的制造成本仍然是最低的。此外,当代安培科技有限公司的制造成本优势不仅存在于现在,而且随着未来规模的增长,其优势将更加明显。以下是瑞银的预测:然而,对于其他三家竞争对手来说,他们不会错过降低成本的机会,也不会放过当代安培技术有限公司的劳动力成本优势。最直接的方法是直接在中国建厂,以消除当代安培技术有限公司的竞争优势。在他们采取这一措施后,选址对制造成本的影响如下:如上图所示,如果排除劳动力成本的影响,特斯拉将再次领先,而LG化学和三星的制造成本将接近当代安培技术有限公司的水平。 对电池成本下降的预期瑞银认为,未来两三年电池成本下降幅度可达6%-18%。随着NCM811在2020年的普及,预计将实现100美元/千瓦时的目标。首先,当规模效应上升到一定水平时,它将保持稳定。在理想情况下,固定资产成本仅占电池总成本的10%-15%,而材料成本占总成本的56%-66%。其次,未来的成本降低主要来自阴极材料的选择,这考验着高镍低钴制造商的技术。LG化学、三星和宁德发电都预计在2020/2021向NCM811迈进,这将带来11%-24%的成本降低效果。由于松下采用了高镍和低估的NCA技术,成本很难继续下降。第三,未来将陆续建立的中国电池工厂将受益于低劳动力,并将成本降低约7美元/千瓦时。第四,研发费用的收入占比目标是8%-10%,但明年可能会降至5%。这是因为研发支出的绝对投入……

大多数公司的ture将保持不变,而收入将继续增长。总体而言,瑞银预计主流公司将在2021/2022年实现每千瓦时100美元的目标,但松下明年的成本将达到104美元。综上所述,我们对主流厂商的电池技术差异有了基本的了解。接下来,我们将继续探索不同制造商在电池管理系统和制造工艺方面的差异。电池管理系统:特斯拉一踏上尘土,就继续整理电池管理系统的信息。看完这些信息后,我忍不住对特斯拉的电池管理系统竖起了大拇指。真是太棒了!

没有完美,只有在电池设计上的选择。制造商可以通过调整阳极、阴极和电解质的材料来实现不同的目标。然而,一切都有取舍,完美的电池并不存在。如果我们想强调安全性,我们必须牺牲能量密度,如果我们想获得重量优势,这将导致更高的成本。简而言之,制造商需要平衡能量密度、安全性、重量、电压水平和成本,一方面最大限度地发挥其选择的优势,另一方面优化电池系统的整体性能,改善属性选择带来的缺点。 对特斯拉BMS瑞银拆解实验的分析表明,特斯拉的电池管理系统是当今最成熟的系统。得益于深度学习和人工智能的充分应用,特斯拉的BMS可以不断获得实际驾驶的大数据,然后对算法进行自我增强,从而使特斯拉的电池寿命相对更长。目前,续航里程是提高电动汽车渗透率的主要问题,特斯拉依靠领先的设计理念展现了差异化的竞争优势。特斯拉Model3的BMS具有以下五个物理特性:①4416个低容量的小型电池支持75千瓦时的系统。使用大量小型电池的优点是:更容易保持电池系统的整体稳定性;可以增加对未来设计和材料变化的适应性;可以弥补材料的负面财产。下图是从Model 3上拆下的电池组:②特斯拉自己开发的半导体和软件是实现精确管理的关键要素。基于内部开发的技术,特斯拉可以管理每个电池的温度。特斯拉开发的两款芯片被称为蝙蝠侠和罗宾汉,它们的具体功能至今仍很神秘。然而,瑞银推测,只有38针的罗宾汉负责收集数据,而64针的蝙蝠侠负责处理罗宾汉发送的数据,监控电池的充电状态,管理电池的平衡,协调多个系统之间的数据共享与合作。③采用两阶段方法来平衡电池,这对于串联连接非常重要。如果没有电池平衡技术,不同电池的功率会有很大的差异。充电时,同一组电池中的一些电池电量已满100%,而其他电池可能仅充电至60%。此时,为了避免持续充电导致温度失控,我们不得不停止充电,从而造成容量浪费。一方面,特斯拉对大量电池进行筛选和分类,将质量相似的电池捆绑在一起使用;

另一方面,它采用了精确控制的电池平衡技术,使并联的不同电池组之间的电压差仅为2-3mV,相当于只有0.05-0.08%的偏差。通过这些努力,特斯拉的电池组不仅获得了更高的利用效率,而且衰减率也相对较低。让我们来谈谈两阶段电池主动平衡技术。事实上,蝙蝠侠和罗宾汉并不是只有一对CP,而是有很多对CP。首先,它们会出现在每个模块的基板上,从而实现模块级的精确控制。然后在高压控制面板上,蝙蝠侠和罗宾汉将再次发挥作用,使四个电池模块能够同步运行,进一步提高系统的稳定性。④④NCA电池的弱点在于其相对易燃性,但特斯拉通过使用非热材料和嵌入温度计来减少这种弱点的影响。⑤特斯拉可以积累与BMS建设相关的所有数据,包括驾驶、充电、电池温度和电池容量变化。稍微了解深度学习和人工智能的朋友应该知道这有多重要。而且,电池是一种储存和释放容量的设备,容量会遵循一定的化学反应和物理定律。这些数据之间的相关性可以通过经验数据来验证,因此特斯拉设计的BMS在未来仍有很大的发展潜力。这五大特点带来了以下六大优势:①市场上大多数电动汽车在使用四至八年内电池容量将低于80%,但大多数特斯拉产品仍能保持在90%以上。上图为特斯拉Model S用户的电池使用数据。10万公里后,电池容量降至90%-95%,20-30万公里后电池容量仍在90%以上。尽管电池容量在下降,但特斯拉的衰减率确实令人满意。相比之下,日产聆风的电池性能要差得多。由于电池组的设计不成熟(没有液体冷却系统),Leaf电池的衰变速度是出了名的快。②特斯拉BMS的设计理念允许出现错误,因此具有很高的风险承受能力。系统预先假设电池会以一定的速度发生故障,因此会最大限度地利用大数据来维护和管理大量电池,即使出现一定程度的电池故障,对整个系统的影响也很小。由于使用了大量的小型电池,从统计数据来看,更容易降低不可控范围。特斯拉车型的电池数量是其他品牌的10倍,而且还会损坏一定数量的电池。特斯拉的系统是温和的,而其他制造商的系统可能会崩溃。在传统的设计方法中,电池单元的故障是“不可接受的”,因此他们会严格要求电池供应商的质量,希望将故障率降至零。③基于BMS的设计框架,可以很容易地增加电池系统的容量。特斯拉系统只需调整并联和串联配置,就可以使用相同的电池来满足汽车、卡车、跑车、SUV和其他类型汽车的需求。④尽管NCA电池相对易燃,但具有大数据的BMS可以防止金属沉积物的形成和温度的升高,使电池容量的利用率接近极限水平。⑤在使用固态电池的场景中,差异化的电池单元平衡技术将变得更加重要。Model3的技术,如自行设计的控制芯片和软件,以及两级电池平衡管理,将在未来发挥更重要的作用。⑥特斯拉的精细控制软硬件是自主研发的,而传统汽车制造商大多将其外包给软件和半导体公司,这使特斯拉更有能力应对未来的市场变化。 特斯拉的BMS可以弥补电池设计的不足①不断优化升级。特斯拉的电池在材料和形状上都追求更高的能量密度,并辅以先进的电池管理系统来弥补电池设计的不足。事实上,特斯拉BMS的调整每天都在进行,并通过远程管理进行升级。②人工智能算法的优势将得到扩展。特斯拉将与亚马逊联合建设一个4.8MWh的储能系统,届时特斯拉将获得大数据,为CPU、DRAM和空调等电子部件供电。特斯拉在使用人工智能管理大型数据中心方面已经拥有丰富的经验。结合……

随着即将获得的高阶数据,特斯拉可以轻松获得仅通过汽车驾驶数据无法获得的新想法或先进技术的算法。③电池利用效率仍有提高的空间。随着特斯拉BMS精细控制管理能力的提高,有望通过降低安全裕度来提高电池容量。事实证明,特斯拉有能力通过软件管理来控制汽车的可用产能。例如,去年9月佛罗里达飓风来袭时,特斯拉为车主增加了15千瓦时的电容量,可以额外行驶48公里。 特斯拉电池组的弱点上面提到的特斯拉BMS有很多优点,但它的弱点也很明显。①电池的安全性相对较差。不可否认的是,特斯拉使用的NCA电池更易燃。过去,S型和X型都发生过多次燃烧事故。事实证明,一旦火势蔓延到电池组,燃烧很容易加剧。因为电池里充满了液态乙二醇,乙二醇是一种容易导热的材料。然而,在新款Model 3中,所有电池都用阻燃材料固定,这使得它比以前的Model S和Model X更难燃烧。②模块更换成本高。一般来说,在并联电路中,一些损坏的电池不会影响电池组的整体性能,但如果模块损坏,更换模块的成本将比Bolt更贵。因为博尔特有10个模块,而特斯拉只有4个模块。(3) 存在立即失控的风险。特斯拉拥有出色的动力控制技术,可以聚合所有数据,优化整个系统的运行性能。但问题是,电力控制系统也需要电力供应。一旦出现短期电力短缺,电力控制系统可能无法及时启动,从而使安全保护和温度控制功能失效。④网络安全风险。随着汽车通信网络的普及,恶意软件和病带来的风险也会增加。这些程序可能有机会重写电池管理系统的程序,并通过停止功能和突然改变电池容量来导致电池变形或起火。 雪佛兰博尔特呢?博尔特的BMS和特斯拉的有六个不同:①特斯拉的芯片是自己设计的,而博尔特的芯片是购买的。例如,Bolt BMS中用于监测电压和温度的芯片由LG化学设计,然后由半导体制造商ST微电子生产。自行设计的产品具有更好的适应性和更快的调整能力。②Model 3有18个BMSCU,而Bolt有25个。据估计,Model 3的BMSCUS价值72美元,而Bolt使用的MCU价值84美元,差别不大。但也不排除特斯拉的成本更高,因为估算模型中不包括专利费。③③Model 3的电池平衡采用两级法,而Bolt只有一级。由于博尔特只有单级电池平衡,如果增加电池容量,很容易导致电池平衡精度不平衡,从而导致衰减速度更快。④特斯拉的BMS是分布式的,而博尔特的BMS是集中式的。为了安全起见,特斯拉安装了BMS的两个控制芯片。即使其中一个发生故障,整个系统仍然可以正常运行。集中式BMS可能具有较低的抗风险性。总的来说,特斯拉的BMS确实非常出色。以上,瑞银关于动力电池制造商的报告已经结束。对于未完成和不足的地方,请在文章结束后纠正我。综上所述,我们对主流厂商的电池技术差异有了基本的了解。接下来,我们将继续探索不同制造商在电池管理系统和制造工艺方面的差异。电池管理系统:特斯拉一踏上尘土,就继续整理电池管理系统的信息。看完这些信息后,我忍不住对特斯拉的电池管理系统竖起了大拇指。真是太棒了!

没有完美,只有在电池设计上的选择。制造商可以通过调整阳极、阴极和电解质的材料来实现不同的目标。然而,一切都有取舍,完美的电池并不存在。如果我们想强调安全性,我们必须牺牲能量密度,如果我们想获得重量优势,这将导致更高的成本。简而言之,制造商需要平衡能量密度、安全性、重量、电压水平和成本,一方面最大限度地发挥其选择的优势,另一方面优化电池系统的整体性能,改善属性选择带来的缺点。 对特斯拉BMS瑞银拆解实验的分析表明,特斯拉的电池管理系统是当今最成熟的系统。得益于深度学习和人工智能的充分应用,特斯拉的BMS可以不断获得实际驾驶的大数据,然后对算法进行自我增强,从而使特斯拉的电池寿命相对更长。目前,续航里程是提高电动汽车渗透率的主要问题,特斯拉依靠领先的设计理念展现了差异化的竞争优势。特斯拉Model3的BMS具有以下五个物理特性:①4416个低容量的小型电池支持75千瓦时的系统。使用大量小型电池的优点是:更容易保持电池系统的整体稳定性;可以增加对未来设计和材料变化的适应性;可以弥补材料的负面财产。下图是从Model 3上拆下的电池组:②特斯拉自己开发的半导体和软件是实现精确管理的关键要素。基于内部开发的技术,特斯拉可以管理每个电池的温度。特斯拉开发的两款芯片被称为蝙蝠侠和罗宾汉,它们的具体功能至今仍很神秘。然而,瑞银推测,只有38针的罗宾汉负责收集数据,而64针的蝙蝠侠负责处理罗宾汉发送的数据,监控电池的充电状态,管理电池的平衡,协调多个系统之间的数据共享与合作。③采用两阶段方法来平衡电池,这对于串联连接非常重要。如果没有电池平衡技术,不同电池的功率会有很大的差异。充电时,同一组电池中的一些电池电量已满100%,而其他电池可能仅充电至60%。此时,为了避免持续充电导致温度失控,我们不得不停止充电,从而造成容量浪费。一方面,特斯拉对大量电池进行筛选和分类,将质量相似的电池捆绑在一起使用;

另一方面,它采用了精确控制的电池平衡技术,使并联的不同电池组之间的电压差仅为2-3mV,相当于只有0.05-0.08%的偏差。通过这些努力,特斯拉的电池组不仅获得了更高的利用效率,而且衰减率也相对较低。让我们来谈谈两阶段电池主动平衡技术。事实上,蝙蝠侠和罗宾汉并不是只有一对CP,而是有很多对CP。首先,它们会出现在每个模块的基板上,从而实现模块级的精确控制。然后在高压控制面板上,蝙蝠侠和罗宾汉将再次发挥作用,使四个电池模块能够同步运行,进一步提高系统的稳定性。④④NCA电池的弱点在于其相对易燃性,但特斯拉通过使用非热材料和嵌入温度计来减少这种弱点的影响。⑤特斯拉可以积累与BMS建设相关的所有数据,包括驾驶、充电、电池温度和电池容量变化。稍微了解深度学习和人工智能的朋友应该知道这有多重要。而且,电池是一种储存和释放容量的设备,容量会遵循一定的化学反应和物理定律。这些数据之间的相关性可以通过经验数据来验证,因此特斯拉设计的BMS在未来仍有很大的发展潜力。这五大特点带来了以下六大优势:①市场上大多数电动汽车在使用四至八年内电池容量将低于80%,但大多数特斯拉产品仍能保持在90%以上。上图为特斯拉Model S用户的电池使用数据。10万公里后,电池容量降至90%-95%,20-30万公里后电池容量仍在90%以上。尽管电池容量在下降,但特斯拉的衰减率确实令人满意。相比之下,日产聆风的电池性能要差得多。由于电池组的设计不成熟(没有液体冷却系统),Leaf电池的衰变速度是出了名的快。②特斯拉BMS的设计理念允许出现错误,因此具有很高的风险承受能力。系统预先假设电池会以一定的速度发生故障,因此会最大限度地利用大数据来维护和管理大量电池,即使出现一定程度的电池故障,对整个系统的影响也很小。由于使用了大量的小型电池,从统计数据来看,更容易降低不可控范围。特斯拉车型的电池数量是其他品牌的10倍,而且还会损坏一定数量的电池。特斯拉的系统是温和的,而其他制造商的系统可能会崩溃。在传统的设计方法中,电池单元的故障是“不可接受的”,因此他们会严格要求电池供应商的质量,希望将故障率降至零。③基于BMS的设计框架,可以很容易地增加电池系统的容量。特斯拉系统只需调整并联和串联配置,就可以使用相同的电池来满足汽车、卡车、跑车、SUV和其他类型汽车的需求。④尽管NCA电池相对易燃,但具有大数据的BMS可以防止金属沉积物的形成和温度的升高,使电池容量的利用率接近极限水平。⑤在使用固态电池的场景中,差异化的电池单元平衡技术将变得更加重要。Model3的技术,如自行设计的控制芯片和软件,以及两级电池平衡管理,将在未来发挥更重要的作用。⑥特斯拉的精细控制软硬件是自主研发的,而传统汽车制造商大多将其外包给软件和半导体公司,这使特斯拉更有能力应对未来的市场变化。 特斯拉的BMS可以弥补电池设计的不足①不断优化升级。特斯拉的电池在材料和形状上都追求更高的能量密度,并辅以先进的电池管理系统来弥补电池设计的不足。事实上,特斯拉BMS的调整每天都在进行,并通过远程管理进行升级。②人工智能算法的优势将得到扩展。特斯拉将与亚马逊联合建设一个4.8MWh的储能系统,届时特斯拉将获得大数据,为CPU、DRAM和空调等电子部件供电。特斯拉在使用人工智能管理大型数据中心方面已经拥有丰富的经验。结合……

随着即将获得的高阶数据,特斯拉可以轻松获得仅通过汽车驾驶数据无法获得的新想法或先进技术的算法。③电池利用效率仍有提高的空间。随着特斯拉BMS精细控制管理能力的提高,有望通过降低安全裕度来提高电池容量。事实证明,特斯拉有能力通过软件管理来控制汽车的可用产能。例如,去年9月佛罗里达飓风来袭时,特斯拉为车主增加了15千瓦时的电容量,可以额外行驶48公里。 特斯拉电池组的弱点上面提到的特斯拉BMS有很多优点,但它的弱点也很明显。①电池的安全性相对较差。不可否认的是,特斯拉使用的NCA电池更易燃。过去,S型和X型都发生过多次燃烧事故。事实证明,一旦火势蔓延到电池组,燃烧很容易加剧。因为电池里充满了液态乙二醇,乙二醇是一种容易导热的材料。然而,在新款Model 3中,所有电池都用阻燃材料固定,这使得它比以前的Model S和Model X更难燃烧。②模块更换成本高。一般来说,在并联电路中,一些损坏的电池不会影响电池组的整体性能,但如果模块损坏,更换模块的成本将比Bolt更贵。因为博尔特有10个模块,而特斯拉只有4个模块。(3) 存在立即失控的风险。特斯拉拥有出色的动力控制技术,可以聚合所有数据,优化整个系统的运行性能。但问题是,电力控制系统也需要电力供应。一旦出现短期电力短缺,电力控制系统可能无法及时启动,从而使安全保护和温度控制功能失效。④网络安全风险。随着汽车通信网络的普及,恶意软件和病带来的风险也会增加。这些程序可能有机会重写电池管理系统的程序,并通过停止功能和突然改变电池容量来导致电池变形或起火。 雪佛兰博尔特呢?博尔特的BMS和特斯拉的有六个不同:①特斯拉的芯片是自己设计的,而博尔特的芯片是购买的。例如,Bolt BMS中用于监测电压和温度的芯片由LG化学设计,然后由半导体制造商ST微电子生产。自行设计的产品具有更好的适应性和更快的调整能力。②Model 3有18个BMSCU,而Bolt有25个。据估计,Model 3的BMSCUS价值72美元,而Bolt使用的MCU价值84美元,差别不大。但也不排除特斯拉的成本更高,因为估算模型中不包括专利费。③③Model 3的电池平衡采用两级法,而Bolt只有一级。由于博尔特只有单级电池平衡,如果增加电池容量,很容易导致电池平衡精度不平衡,从而导致衰减速度更快。④特斯拉的BMS是分布式的,而博尔特的BMS是集中式的。为了安全起见,特斯拉安装了BMS的两个控制芯片。即使其中一个发生故障,整个系统仍然可以正常运行。集中式BMS可能具有较低的抗风险性。总的来说,特斯拉的BMS确实非常出色。以上,瑞银关于动力电池制造商的报告已经结束。对于未完成和不足的地方,请在文章结束后纠正我。

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