鉅大LARGE | 點擊量：1261次 | 2019年02月26日
全球四大動力電池巨頭“產(chǎn)品評測”
挑燈夜讀瑞銀最新發(fā)布的動力電池廠商長篇報告《Tearing down the heart of an electric car: Canbatteries provide an edge, and who wins?》，獲益良多。
為了對各類電芯的技術(shù)水平、化學(xué)成分、制造流程及成本有更深刻的認(rèn)識，瑞銀證據(jù)實驗室（Evidence lab）拆解了來自松下、LG Chem、三星和寧德時代(SZ:300750)的主流電芯產(chǎn)品，得出的結(jié)果很有參考價值。
下面記錄一些要點以供參考。
注：本文僅為信息交流之用，不構(gòu)成任何交易建議
產(chǎn)業(yè)格局
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
LG與寧德時代成長性最好，特斯拉最受益
【1】關(guān)于電池的研究很重要
電池是電動汽車最核心的組成部分，占汽車總價值的25%至40%。無論對電池廠還是汽車制造商，在動力電池領(lǐng)域的競爭中勝出，就意味著掌握了將電動汽車推向大眾的關(guān)鍵技術(shù)，并能獲得重要的競爭優(yōu)勢。
【2】產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展空間巨大
全球動力電池需求將增長近10倍。得益于不斷下降的電池成本及不斷提升的性能，預(yù)計電動新能源汽車的銷量從今年的180萬輛提升至2025年的1750萬輛。
基于該假設(shè)，預(yù)計2018年的需求約為93Gwh，而到2025年將升至973GWh，增長9.5倍。
在電池的總需求方面，將由2018年的166Gwh提升至2025年的1145GWh，幾乎翻六倍。對于鋰離子電池企業(yè)，營業(yè)收入將從今年的230億美元，增長至2025年 的840億美元。
值得注意的是，未來幾年內(nèi)電芯的產(chǎn)能將與需求同步增長，但在2021年后，會有減緩。不過瑞銀并不認(rèn)為電芯將成為潛在的瓶頸。
【3】特斯拉的成本優(yōu)勢超出預(yù)期
在拆解測試中發(fā)現(xiàn)，松下生產(chǎn)的2170電池，其總電芯成本僅為111美元/千瓦時。與成本第二低的LG Chem相比，特斯拉具備20%的成本領(lǐng)先優(yōu)勢。
歸納的原因有三：首先，特斯拉(NASDAQ:TSLA)的超級電池廠已經(jīng)具備規(guī)模優(yōu)勢；其次，圓形電芯的制造工藝更加簡單；第三，NCA電池（正極材料是由鎳鈷鋁構(gòu)成的三元鋰電池）的化學(xué)原材料成本更低。
在電池包層面，75kWh的配置比此前的研究還低2800美元，估計53kWh的電池具有2000美元的優(yōu)勢。相當(dāng)于比之前的19年財務(wù)預(yù)測，可以多出6億美元的EBIT（息稅前利潤）。
從成本的角度考慮，同行在當(dāng)前階段很難與特斯拉直接競爭。不過，隨著韓國及中國的廠商不斷獲得規(guī)模效應(yīng)，未來兩三年內(nèi)，他們的成本的差距會逐漸縮小至10%的水平。
但至少要等到2020年初，當(dāng)NMC811電池（NMC是指鎳猛鈷）成為主流產(chǎn)品，屆時才有機(jī)會進(jìn)一步消除成本上的差距。
還有一點不容忽視，電池包生產(chǎn)也是特斯拉的一大優(yōu)勢。
【4】特斯拉的其他優(yōu)勢
首先，特斯拉的度電里程、度電重量都具有優(yōu)勢，這意味著特斯拉每次充電可行駛的里程以及駕駛體驗都好于友商。
其次，特斯拉電動總成的效率首屈一指，這意味著友商的產(chǎn)品需要使用更大的電池以達(dá)到特斯拉的相同里程，當(dāng)然成本也會更高。換算成金額，特斯拉在這方面的成本優(yōu)勢達(dá)到1000至4000美元/輛。
不過，當(dāng)LG發(fā)揮出完全的規(guī)模效應(yīng)后，其電芯成本的差距將縮減至900美元/輛的水平。在電池包的層面，成本差距將縮減至1700美元/輛的水平。在2021年后，隨著NCM811的普及，這些差距還可以繼續(xù)消除。
【5】基于電芯看優(yōu)勢
衡量電芯優(yōu)劣的指標(biāo)并不局限于度電成本，綜合而言，特斯拉與LG比較優(yōu)秀。
不同類型的電芯各有優(yōu)勢，不能簡單地說誰好誰不好。首先，NCA擁有最高的體積能量密度，只需使用最少的關(guān)鍵原材料即可制成，并且零件的數(shù)量是最少的，組裝最為簡單。
不過，NCA先天的安全性能不足，需要搭配成熟的電池管理系統(tǒng)（BMS）方可使用。特斯拉Model3就裝配了4416顆NCA電芯，管理難度可想而知。
其次，NCM軟包電池最容易組裝成電池包，擁有更好地?zé)岱€(wěn)定性，因此不需要復(fù)雜的BMS，可以降低安全管理的成本。
第三，寧德時代和三星SDI所青睞的方形電芯擁有最多的零件，將近30個零件使其制造過程最為復(fù)雜。一頓操作猛如虎，卻制造出擁有最低能量密度的電芯。
不過勝在安全性能好，也容易組裝成電池包。目前，三星方形電芯的價格比LG軟包電池貴很多，但未來可通過降低過度設(shè)計的安全容量來顯著降低成本。
第四，軟包電池?fù)碛凶罡叩闹亓磕芰棵芏龋热缪┓鹛m的Bolt，只需使用288個電芯即可滿足需求。而且，軟包電池不需要那么復(fù)雜的BMS，使用的連接線也少，安全性也不錯。不過，軟包電池需要額外的堆砌和折疊制造流程，會增加成本及制造的復(fù)雜性。
瑞銀修正了之前的觀點。他們現(xiàn)在認(rèn)為，在電動汽車時代，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的品牌商將獲得比特斯拉更少的利潤。
【6】關(guān)于對原材料價格的敏感性
假設(shè)原材料價格不出現(xiàn)崩盤的情形，預(yù)計特斯拉松下聯(lián)盟會繼續(xù)保持領(lǐng)先優(yōu)勢。特斯拉對鎳價的敏感性會稍微高于其他原材料。若鋰、鈷、鎳、錳、鋁價同時提高50%，特斯拉松下聯(lián)盟受到的影響最小。
【7】對原材料市場的影響
在鋰需求方面，預(yù)計從2018年的26.5萬噸提升至2025年的115萬噸LCE，市場容量大約增長四倍。不過不是所有的鋰都會完全受益，隨著三元電池的普及與技術(shù)升級，高純度的電池級氫氧化鋰才是增長的主角。
在鎳需求方面，動力電池的消耗量目前約為6萬噸，該需求有望在2025年提升至66.5萬噸，具備11倍的增長潛力。從總需求上看，有望從今年的220萬噸提升至2025年的310萬噸。
在鈷需求方面，今年的需求約為12萬噸，到2025年預(yù)計將增長至26萬噸。
【8】電池包成本的下降趨勢
電池包成本到2025會下降35%左右。原因有三：首先，規(guī)模效應(yīng)顯現(xiàn)。其次，技術(shù)升級帶來更高的能力密度和更低成本的原材料組合。最后，電池廠商選擇制造成本更低、供應(yīng)鏈更完善的地方進(jìn)行生產(chǎn)。
舉個例子，三星目前的NCM622產(chǎn)品，成本為141美元/千瓦時，當(dāng)獲得完全的規(guī)模效應(yīng)，成本可以下降18%至116美元/千瓦時。在2020年改為使用NCM811后，由于鈷的使用量幾乎減半，還能帶來15%至20%的成本下降空間。換句話說，若在分析中納入技術(shù)升級的考量，到2020/2021年，主要廠商的電芯成本有望下降至100美元/千瓦時。
【9】電池市場前景廣闊，呈五分天下之勢
預(yù)計到2025年，電池市場的容量將達(dá)到973GWh，相當(dāng)于19個特斯拉超級電池廠。這意味著，電芯制造商的年均收入將以大約20%的速度復(fù)合增長。
在電池市場的競爭中，特斯拉獲益最多。由于特斯拉擁有電池管理系統(tǒng)的優(yōu)勢，能使用成本更低的NCA電芯，并且特斯拉的電動動力總成在眾多廠商之中，是最有效率的。
不過，盡管松下目前擁有許多優(yōu)勢，未來并不會出現(xiàn)贏者通吃的局面。因為其他廠商并沒有與特斯拉相同的、使用NCA電芯的能力。
傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車品牌商要使用NCA電芯的代價很大，組裝成電池包的復(fù)雜性也更高。
得益于超級電池廠的規(guī)模效應(yīng)，特斯拉抵消了電池包組裝的劣勢，但對于剛起步轉(zhuǎn)型的傳統(tǒng)廠商而言，均不希望使用難以控制的圓形NCA電芯，而是將NCM電池視為更好的選擇。
因此，瑞銀認(rèn)為未來的電池市場將形成寡頭結(jié)構(gòu)，前五大廠商將占據(jù)80%的市場。其中，LG和寧德時代（特別是LG Chem）將是增長最快的電池供應(yīng)商。到2025年，LG Chem有望替代松下，成為電池制造五巨頭之首。
原因不難理解，全球內(nèi)燃機(jī)廠商都不太可能投奔NCA的懷抱，NCM的市場份額將逐漸被其余四家巨頭蠶食。
此外，電池制造市場的寡頭格局形成后，有望在較長的時間內(nèi)持續(xù)。首先，傳統(tǒng)汽車制造商若自建電池廠，在成本上幾乎不可能趕上亞洲的龍頭。
他們更傾向于參股或合資的形式與現(xiàn)有寡頭進(jìn)行合作，以穩(wěn)定自身的供應(yīng)鏈狀況、降低物流成本、控制原材料的供給等。
其次，預(yù)計到2021年，松下、LG Chem、三星SDI、SK Innovation和寧德時代的產(chǎn)能將超過50GWh，這對新進(jìn)者而言幾乎是不可逾越的成本壁壘。
根據(jù)他們迄今為止的FID，屆時能進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)能也僅有2到5Gwh。
綜上所述，寧德時代值得保持關(guān)注。
技術(shù)差異
寧德時代方形電芯最復(fù)雜，制造成本占比最低
繼續(xù)梳理瑞銀的動力電池研究報告。
在拆解的電池樣品中，包含了寶馬I3的三星牌94Ah電芯，通用Bolt的LG牌軟包電芯，特斯拉的松下牌圓柱電芯，以及不同國產(chǎn)BEV所使用的寧德時代牌方形電芯。
【1】不同電芯的綜合狀況對比
從電芯的角度看，松下圓柱電芯的成本優(yōu)勢非常明顯。
從體積比能量的角度排序，NCA也是明顯領(lǐng)先。
另外，若從重量比能量的角度看，LG的軟包電芯超越了松下的圓柱電芯奪得冠軍。
【2】尋找成本差異的根源
為什么NCA的成本優(yōu)勢那么明顯？這要歸功于松下電池的高鎳低鈷技術(shù)。下圖比較了各類電芯正極材料的成分結(jié)構(gòu)。
正是因為高鎳低鈷，導(dǎo)致NCA電芯的直接材料成本具有無可比擬的優(yōu)勢。
進(jìn)而創(chuàng)造出了度電成本的領(lǐng)先優(yōu)勢。
在第一章節(jié)中提到，隨著韓國及中國的廠商不斷獲得規(guī)模效應(yīng)，未來兩三年內(nèi)，他們的成本的差距會逐漸縮小至10%的水平。但至少要等到2020年初，當(dāng)NMC811電池成為主流產(chǎn)品，屆時才有機(jī)會進(jìn)一步消除成本上的差距。
如果僅看規(guī)模效應(yīng)的影響，LG化學(xué)的降本潛力最大，可以帶來18%的成本削減效果。需要注意的是，瑞銀的模型假設(shè)未來有更高的產(chǎn)能利用率、設(shè)備效率提升會帶來更高的生產(chǎn)吞吐量、規(guī)模增加會降低原材料采購的成本、以及更低的研發(fā)銷售比。
如此看來，規(guī)模效應(yīng)可以使LG化學(xué)和三星在未來更有競爭的底氣。
此外，除了原材料成本的差異，我們還有必要關(guān)注制造成本的差異。按照生產(chǎn)的復(fù)雜性排序，方形電芯需要最多的工序，將近30個。大量的零件需要許多二級供應(yīng)商的配合。
相比之下，圓柱電芯的工藝最簡單，因此可以帶來最高的產(chǎn)線利用率。在制造過程中，每個環(huán)節(jié)的設(shè)備利用率都不會低于80%的水平，而其他類型電芯的制造環(huán)節(jié)中，會出現(xiàn)60%或更低的設(shè)備利用率，因此而產(chǎn)生瓶頸。
如果排除原材料成本的影響，僅看總制造成本的占比，寧德時代則具有最大的優(yōu)勢。
這個結(jié)論有點意思。前面提到寧德時代生產(chǎn)的方形電芯擁有最高的制造復(fù)雜性，為何其制造成本的占比卻最低？
繼續(xù)分解制造成本的結(jié)構(gòu)可以看出，寧德時代的勞動力成本僅為1.5美元/千瓦時，而競爭對手的工廠由于選址問題，人力成本高于寧德時代好幾倍的水平。
這一次，中國勞動力的顯著優(yōu)勢繼續(xù)發(fā)揮了作用。如果剔除人力成本的因素，NCA技術(shù)的制造成本依然是最低的。
另外，寧德時代的制造成本優(yōu)勢，不僅現(xiàn)在有，將來隨著規(guī)模的增長，還會變的更明顯。下面是瑞銀的預(yù)測：
不過，對于另外三家競爭對手而言，不會放過降低成本的機(jī)會，也不會放任寧德時代的人力成本優(yōu)勢不管。最直接的辦法是，直接在中國建廠，以消除寧德時代的競爭優(yōu)勢。他們采取這一舉措后，選址對制造成本的影響如下：
如上圖所示，若剔除人力成本的影響，特斯拉將再次領(lǐng)先，而LG化學(xué)和三星的制造成本將接近寧德時代的水平。
【3】關(guān)于電池成本下降的預(yù)期
瑞銀認(rèn)為，未來兩三年電芯成本的降幅可以達(dá)到6%-18%。隨著2020年NCM811開始進(jìn)入普及階段，屆時有望實現(xiàn)100美元/千瓦時的目標(biāo)。
首先，規(guī)模效應(yīng)上升到一定水平就會保持穩(wěn)定。在理想狀況下，固定資產(chǎn)的成本只占電芯總成本的10%-15%，而材料成本占到總成本的56%-66%。
其次，未來成本的下降主要來自正極材料的選擇，考驗廠商高鎳低鈷的技術(shù)。LG化學(xué)、三星和寧德代都預(yù)期在2020/2021向NCM811邁進(jìn)，屆時會因此而帶來11%-24%的降本效應(yīng)。松下由于已經(jīng)采用了高鎳低估的NCA技術(shù)，成本反而難以繼續(xù)下降。
第三，未來紛紛建立的中國電池廠，都會受益于低廉的勞動力而使成本下降約7美元/千瓦時。
第四，研發(fā)費用的營收占比目標(biāo)在8%-10%的水平，但明年可能降至5%。這是由于大多數(shù)公司研發(fā)支出的絕對投入量會保持不變，而營收卻不斷增長所致。
綜合而言，瑞銀預(yù)期主流公司能在2021/2022年能實現(xiàn)100美元/千瓦時的目標(biāo)，不過松下的成本明年就可以實現(xiàn)104美元/千瓦時的水平。
綜上所述，我們對主流廠商的電芯技術(shù)差異有了基本的了解。接下來還會繼續(xù)細(xì)探不同廠商關(guān)于電池管理系統(tǒng)以及制造過程的差異。
電池管理系統(tǒng)：特斯拉一騎絕塵
繼續(xù)整理關(guān)于電池管理系統(tǒng)的資料?？赐曩Y料，不禁對特斯拉的電池管理系統(tǒng)豎起了大拇指，果真牛！
【1】沒有完美，只有取舍
在電池設(shè)計環(huán)節(jié)，廠商可以通過調(diào)整正極、負(fù)極和電解液的材料來達(dá)到不同的目的。不過，凡事都有取舍，完美電池并不存在。
如果要強調(diào)安全性，那么就要犧牲能量密度，如果要獲得重量方面的優(yōu)勢，那么就會導(dǎo)致更高的成本。
總之，廠商需要在能量密度、安全性、重量、電壓水平、成本等方面做好平衡，一方面最大化自己選擇的優(yōu)勢，另一方面又要優(yōu)化電池系統(tǒng)的整體表現(xiàn)，提升屬性取舍所造成的短板。
【2】剖析特斯拉的BMS
瑞銀的拆解實驗顯示，特斯拉的電池管理系統(tǒng)是當(dāng)今最成熟的系統(tǒng)。
得益于深度學(xué)習(xí)和人工智能的充分應(yīng)用，特斯拉的BMS可以不斷獲得實際駕駛的大數(shù)據(jù)，然后對算法進(jìn)行自我強化，從而使特斯拉電池組的續(xù)航時間相對更長。
續(xù)航里程是目前電動汽車滲透率提升所面臨的主要問題，而特斯拉依靠領(lǐng)先的設(shè)計概念，在這一點上已顯露出差異化的競爭優(yōu)勢。
特斯拉Model3的BMS具有以下五大物理特性：
①4416顆低容量的小電池支撐起75千瓦時的系統(tǒng)。使用大量小電芯的好處是：更易保持電池系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性；可增加對未來設(shè)計及材料變化的適應(yīng)性；可彌補材料的負(fù)面屬性。下圖為拆自Model 3 的電池包：
②特斯拉自己研制的半導(dǎo)體和軟件是實現(xiàn)精確管理的關(guān)鍵要素?；趦?nèi)部研發(fā)的技術(shù)，特斯拉可以對每一顆電芯進(jìn)行溫度管理。
特斯拉研制的兩個芯片分別叫蝙蝠俠和羅賓漢，他們的具體功能依然是神秘的。
但瑞銀推測，只有38針的羅賓漢負(fù)責(zé)收集數(shù)據(jù)，而擁有64針的蝙蝠俠負(fù)責(zé)處理羅賓漢送過來的數(shù)據(jù)、監(jiān)測電池的充電狀態(tài)、管理電芯的平衡及統(tǒng)籌多系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享與合作。
③采用兩階段法進(jìn)行電芯平衡，這對串聯(lián)很重要。
假如沒有電芯平衡技術(shù)，不同電芯的電量會出現(xiàn)較大的差異，在充電時，同一組電芯有的充滿至100%，而有的可能只充了60%，這時候為避免繼續(xù)充電而造成溫度失控，就不得不停止充電，從而造成了容量的浪費。
而特斯拉一方面對大量的電芯進(jìn)行篩選和分類，將質(zhì)量相近的電芯捆綁在一起使用，另一方面采用了精確控制的電芯平衡技術(shù)，使得不同電芯組之間在并聯(lián)時的電壓差異只有2-3mV，相當(dāng)于只有0.05-0.08%的偏差。
通過這些努力，特斯拉的電池組不僅獲得了更高的利用效率，還具備了相對較低的衰減速度。
再說說兩階段的電芯主動平衡技術(shù)。實際上，蝙蝠俠與羅賓漢的CP組合并不是只有一對，而是擁有多對。
首先，在每個模組的基板上都會有他們的身影，從而在模組層面實現(xiàn)精確控制。
然后在高電壓控制面板上，蝙蝠俠與羅賓漢會再次發(fā)揮作用，使四個電池模組實現(xiàn)同步運作，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
④NCA電池的弱點在于相對易燃性，但特斯拉通過使用不導(dǎo)熱材料以及嵌入溫度計的設(shè)計，降低了該弱點的影響。
⑤特斯拉可以積累與BMS建設(shè)相關(guān)的所有數(shù)據(jù)，包括駕駛、充電、電池溫度、電池容量變動等。
稍微懂一點深度學(xué)習(xí)和人工智能的朋友應(yīng)該知道，這一點是多么的重要。
而且，電池是能力儲存及釋放的裝置，會循序一定的化學(xué)反應(yīng)及物理定律，這些數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)是可以被經(jīng)驗數(shù)據(jù)所驗證的，因此特斯拉設(shè)計的BMS在未來仍具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
五大特性帶來了以下六大優(yōu)勢：
①市面上的多數(shù)電動汽車，在使用的4至8年內(nèi)，電池容量會下降至80%以下，但大多數(shù)特斯拉的產(chǎn)品仍能保持在90%以上。
上圖是特斯拉Model S用戶的電池使用數(shù)據(jù)圖，在行使10萬公里后，電池容量下降至90%-95%，行使20-30萬公里后，電池容量仍在90%以上。電池的容量雖然在衰減，但特斯拉的衰減率確實令人滿意。
相比之下，日產(chǎn)Leaf的電池表現(xiàn)就差多了。由于電池包的不成熟設(shè)計（沒有液冷系統(tǒng)），Leaf電池的衰減速度是出了名的快。
②特斯拉BMS的設(shè)計理念是允許出錯的，因此具有很高的風(fēng)險容忍度。
系統(tǒng)事先已假定電芯會以一定的速率出現(xiàn)故障，所以會最大限度利用大數(shù)據(jù)來維護(hù)和管理大量的電芯，導(dǎo)致即使有一定程度的電芯出現(xiàn)故障，對整體系統(tǒng)的影響也會很小。由于使用了大量的小電芯，從統(tǒng)計上看，更容易減少不可控的范圍。
特斯拉的車型比其他品牌的車型多出了10倍的電芯數(shù)量，同樣損壞一定數(shù)量的電芯，特斯拉的系統(tǒng)不痛不癢，而其他廠商的系統(tǒng)可能就崩潰了。在傳統(tǒng)的設(shè)計方法中，電芯的故障是“不可接受的”，因此他們會嚴(yán)格要求電池供應(yīng)商的供貨質(zhì)量，希望將故障率降至零。
③基于BMS的設(shè)計框架，電池系統(tǒng)容量的增加可謂輕而易舉。特斯拉系統(tǒng)可使用相同的電池來滿足轎車、卡車、跑車、SUVs及其他類型汽車的需求，只需調(diào)整并聯(lián)和串聯(lián)的配置即可。
④盡管NCA電池相對易燃，但依靠大數(shù)據(jù)的BMS可以防止金屬沉積的形成以及溫度的升高，從而使電芯容量的利用程度能夠接近極限水平。
⑤在采用固態(tài)電池的情景下，差異化的電芯平衡技術(shù)將顯得更為重要。Model3具備的技術(shù)，例如自行設(shè)計的控制芯片及軟件、兩階段電芯平衡管理，以后將產(chǎn)生更為重要的作用。
⑥特斯拉的精控軟件及硬件是自行研制的，而傳統(tǒng)的汽車生產(chǎn)商大多將其外包給軟件及半導(dǎo)體公司，這使得特斯拉更有能力應(yīng)對未來市場的變化。
【3】特斯拉的BMS可補償電芯設(shè)計的短板
①不斷優(yōu)化和升級。
特斯拉的電芯無論在材料還是形狀，都在追求更高的能量密度，輔以先進(jìn)的電池管理系統(tǒng)來彌補電芯設(shè)計的短板。事實上，特斯拉BMS的調(diào)整每天都在進(jìn)行，并通過遠(yuǎn)程管理進(jìn)行升級。
②人工智能算法的優(yōu)勢或?qū)U(kuò)大。
特斯拉將與亞馬遜合建一座4.8MWh的儲能系統(tǒng)，屆時特斯拉將獲得為CPUs、DRAMs、空調(diào)等電子元件供電的大數(shù)據(jù)。
特斯拉已經(jīng)擁有利用人工智能來管理大型數(shù)據(jù)中心的豐富經(jīng)驗，結(jié)合即將獲得的更高量級的數(shù)據(jù)，特斯拉可以輕松獲得關(guān)于新想法的算法，或是僅通過汽車行駛數(shù)據(jù)無法獲得的先進(jìn)技術(shù)。
③電池利用效率仍有提升空間。
隨著特斯拉BMS精控管理能力的提升，有望通過降低安全裕度來實現(xiàn)電池組容量的提升。事實已證明，特斯拉有能力通過軟件的管理來控制汽車的可用容量。
例如在去年9月的佛羅里達(dá)颶風(fēng)來臨時，特斯拉為車主提升了電容15千瓦時，可額外行駛48公里的里程。
【4】特斯拉電池包的弱點
上面說了許多特斯拉BMS的厲害之處，但其弱點也是十分明顯的。
①電芯的安全性相對較差。
特斯拉使用的NCA電芯更易燃，這是無法否認(rèn)的。過去，Model S和 Model X都發(fā)生過多起燃燒事故。事實證明，火勢一旦蔓延到電池包，燃燒很容易就會加劇。因為電池里充滿了液態(tài)的乙二醇，這是容易導(dǎo)熱的材料。
不過，在新款的Model 3中，所有的電芯都用阻燃材料做了固定，相比過往的Model S和 Model X而言，變得更難燃燒。
②模組更換成本高。
一般而言，在并聯(lián)電路中，壞一些電芯并不會影響電池包的整體性能，但如果是模組損壞了，更換模組的成本會比Bolt更貴一些。因為Bolt有10個模組，而特斯拉只有4個模組。
③有瞬間失控的風(fēng)險。
特斯拉擁有卓越的電力控制技術(shù)，能夠?qū)⑺袛?shù)據(jù)聚合，并優(yōu)化整個系統(tǒng)的運作表現(xiàn)。但問題是，電力控制系統(tǒng)也是需要電力供應(yīng)的。
一旦出現(xiàn)短暫的電力缺失，電力控制系統(tǒng)有可能不能及時激活，從而使安全保護(hù)和溫度控制的功能失效。
④網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險。
隨著汽車通信網(wǎng)絡(luò)的普及，惡意軟件和病毒所帶來的風(fēng)險也會增加。這些程序可能有機(jī)會重寫電池管理系統(tǒng)的程序，通過停用功能、突然改變電池容量來導(dǎo)致電池變形或著火。
【5】雪佛蘭的Bolt又如何？
Bolt的BMS與特斯拉相比，有六個方面的差異值得注意：
①特斯拉的芯片是自行設(shè)計的，而Bolt的芯片卻是外購的。
例如，Bolt BMS中監(jiān)控電壓及溫度的芯片是LG化學(xué)設(shè)計的，然后交由半導(dǎo)體制造商ST微電子生產(chǎn)。自行設(shè)計的產(chǎn)品可以有更好的適應(yīng)性及更快速的調(diào)整能力。
②Model 3擁有18個BMS MCUs，而Bolt有25個。
通過估算，Model 3的BMS MCUs價值72美元一個，而Bolt使用的MCUs價值84美元一個，差別不大。不過不排除特斯拉的成本更高，因為專利費用沒有包含在估算模型內(nèi)。
③Model 3的電芯平衡采用兩階段法，而Bolt只有一個階段。
由于Bolt只有單階段的電芯平衡，如果增加電池容量，則容易會造成電芯平衡精確度的失衡，從而帶來更快的衰減速度。
④特斯拉的BMS是分布式的，而Bolt的BMS是集中式的。
特斯拉為了保險起見，安裝了兩個BMS的控制芯片，即使一個出現(xiàn)了故障，整個系統(tǒng)依然能夠正常運作。而集中式的BMS可能會有較低的抗風(fēng)險能力。
綜合而言，特斯拉的BMS確實非常優(yōu)秀。
以上，對瑞銀這份動力電池廠商報告的拆解告一段落。未盡及不足之處，歡迎文后指正。
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