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造一辆电动汽车的钱到底花在哪儿了?

 来源: 车聚网

电动汽车有三大核心部件:电池、电驱、电控。说句嘚瑟的花话,如果这三大部件都齐活了,那离上路也就是件分分钟的事。

不论电动汽车是不是未来,至少现在他一定是香饽饽,如果对燃油车没有特殊情结,车聚君想多数人还是会考虑一辆电动汽车的。

燃油车的三大件“发动机、变速箱、底盘”大家都比较熟悉了,不过电动汽车的三大件的普及率还没这么高,知根知底才能算出好价钱,所以我们有必要先了解下他们现在的发展情况,以及都用来干嘛了。

一、电池:提供动力

电池就是电动汽车得以运动的源泉,分蓄电池和燃料电池两大类。

比如铅酸蓄电池、镍基电池、钠硫电池、二次锂电池、空气电池等属于蓄电池;而碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)等则属于燃料电池。

空气电池因具有超高的理论能量密度而被认为是电动汽车的潜在动力电源。比如此前Alcoa(美铝公司)和以色列Phinergy公司研发了一款铝空气电池,能够获得大约1600公里的续航里程。不过由于铝空气电池在放电过程中会因阳极腐蚀产生氢,电池损耗十分严重,现在也仅限于研发阶段。

相比空气电池,三元锂电池则是被众人捧着的角儿,比如特斯拉就采用的是它(此前是松下18650电池、后替换为2170电池)。三元锂电池由于能量密度高,循环性能好,低温放电性能更好等特点在将来一定大有可为。特别是现在寒冬一来,电池掉电快的问题可是恼了不少人。

▲“相对25℃容量”指不同温度条件下放电容量与25℃时放电容量的比值。它能准确反映电池在不同温度条件下续航的衰减,数值越高越好。

不过就市场占有率来说,价格相对便宜但能量密度相对较低的的磷酸铁锂电池和三元锂电池成了绝代双骄的局面,就锂电池材料在今年1-8月的装机量来看,这二者表现相当。

就磷酸铁锂电池而言,比亚迪是十分热衷这项产品的,虽然该公司此前对外宣布旗下有的PHEV乘用车都已使用三元电池,而且在未来公司的规划中,乘用车领域包括PHEV和EV车型都会逐步使用三元电池。

不过就在几天前,比亚迪汽车股份有限公司项目部经理郭伟男对外称,在他们的未来规划中,磷酸铁锂和三元体系将长期并行发展。个中缘由很多,有一点能够肯定的是他们不会轻易放弃这种成本较低,相对性价比高的产品。

简单来说,电动汽车电池技术正在发展期,各色电池技术都在寻找着自己的出路,这其中不乏空气电池这样有着广阔市场前景的产品,主流领域则暂时由磷酸铁锂电池和三元锂电池领衔,这二者在成本和能量密度上各有千秋,一时半会儿很难分出高下。

二、电驱:电能转换为机械能

电驱就好比发动机,只不过发动机是将化石能源转换为机械能,而电驱则是将电能转换为机械能。常见的电驱有直流电动机(有刷/无刷)、交流异步电动机、永磁式电动机、开关磁阻电机等。

就发展前景看,电驱系统现在的主要目的是实现集成化,多电机,至少是双电机再加上齿轮来构成动力系统,这才能获得更佳的经济性和动力水平。

比如君越上那套智能电驱系统,采用了双排行星齿轮组与高性能电机设定。在双排行星齿轮组结构之间布置了两组交流永磁同步电机,主电机最大功率60kW/4000rpm,最大扭矩275Nm/0-4000rpm;副电机最大功率54kW/4000rpm,最大扭矩140Nm/0-4000rpm。

这款双电机与1.8L SIDI直喷发动机相配合,可实现电机单独驱动、发动机单独驱动、电机与发动机混合驱动等多种驱动形式。

为什么举例君越而不是更高大上的特斯拉鼠笼式铸铜感应转子异步电动机,是想说明电机虽然是重要的部件,但并不是昂贵到爆的产品,要知道君越的这套智能电驱系统表现也十分优秀。这套系统被使用在30万左右的车型中,而且溢价还远不及特斯拉,说明还是有的赚的。

当然我们也不能媚外,准确说特斯拉的鼠笼式感应电动机在原理上还是异步电动机,这是一项技术储备相对成熟的产品。

无论是工厂大功率电机还是冰箱、洗衣机等,几乎都能见其踪影,只不过特斯拉对其进行了特殊改进,并采用了导电系数更高的铜作为导电介质,效率可以达到97%以上。而且这款电机在体积足够小的同时还能获得超过10000转的最高转速和600N·m的扭矩,表现可是相当亮眼。

从以上例子侧面说明了,电机技术现在已经步入了稳定期,如果技术研发水平高,像传统的异步电机也能玩出大花样。

三、电控:电动汽车的大脑

电控系统就好比汽车的大脑,它由电池管理系统和控制系统构成,用来管理电池组,控制电池的能量的输出和调节电动机的转速等。

在不同类型的电动汽车上,电控系统存在一些区别,但总体来说一般都包括能量管理系统、再生制动控制系统、电机驱动控制系统、电动助力转向控制系统以及动力总成控制系统等。

其中能量管理系统最为关键,它承担着对电池所有参数的读取和电池热均衡方面的工作。特斯拉之所以能在迅速地占领市场,和其优秀的电池能量管理系统不无关系。

阻碍电控技术的发展主要在技术积累和策略,比如一体式电池的电池管理难度天生就会比分体式电池高,当然前者有着体积更小,重量更轻的优势。所以说电控技术属于前期成本高,但后期成本可控的一类。

四、三大件哪个成本最高?

以上我们简单进行了纵向对比,介绍了三大件的发展状况以及各自的技术特点。那横向对比看,哪个的成本最高呢?

早前,特斯拉在Roadster电动跑车上采用的18650钴酸锂电池,虽然能量密度高,几乎达到170瓦时/千克,不过热稳定性很差,在180度左右就会出现分解现象并产生氧气。

为了折中能量密度、功率密度以及安全性,在Model S车型上使用了改性三元电池镍钴铝电池,虽然比Roadster多出1000多节(为8000多节)但成本却下降了三成。这给Model S得以被广大消费者所接受提供了保证。

事实上,麦肯锡此前发布的一份调研报告指出,电动汽车供应链(尤其以动力电池为主)的 平均成本在过去六年已经下降了接近 80% 之多,从 2010 年的 1000 美元 / kWh 下降至 227 美元 / kWh。而电动汽车飞速发展的也正是近七八年的事,和电池的成本发展有着高度的重合。

我们假设电池包容量为60kWh,也就是说电池成本大约为13620美元(89899元),近9万的价格,确实够吓人。

有分析称,电动汽车的成本构成如下表,虽然准确数据上有偏差,不过成本排名倒是差不离。

此前著名的美国全电池咨询公司曾质疑特斯拉Model 3 的实际售价将会远远高于特斯拉的既定售价 3.5 万美元,将在 5 万至 8 万美元的区间范围,最主要的原因是特斯拉很难将电池成本控制在较低的成本。

不过特斯拉 CTO JB Strubel 在接受采访时便表示,他不认为电池成本会成为阻碍特斯拉 Model 3做到 3.5 万美元售价的因素。同时称“外界总说电池成本低于整车制造成本的一半,实际上要低于 1/4。”

按JB Strubel的意思,电池成本占整车成本25%以下,而不是50%以下。

虽然特斯拉最后顺利将Model 3起步价压到了3.5万美元,不过你想着花3.5万美元就可以体验什么是特斯拉,那就太天真了。

这么说吧,想挑一个除黑色之外的颜色,得加1000美元;想换个尺寸大些的19英寸运动版轮毂,还得再加1500美元。标准版Model 3的续航只有354公里,而长续航版(500公里)可需要再增加9000美元。不夸张的说,如果想体验真实的特斯拉,估计得掏6万美元才行。

算着这笔账,怎么觉得特斯拉是为了强行打脸呢?多少有着打肿脸充胖子的嫌疑,电池成本占多少不知道,但能肯定的是他们在电池上下了不少血本,导致只能变相的从其他方面分摊成本。

车聚小结

以上我们介绍了电动汽车的电池、电驱、电控技术的发展情况以及技术特点。三电技术就好比拉着电动汽车奔跑的三驾马车,一个都不能落下。不过要说冲在最前头的老大,那肯定就是电池了。

曾有研究称,电动汽车要与燃油车在成本上有竞争力优势,电池成本必须压低到 100 美元 / kWh 以内,而现在离这个目标还差着一大截。借着三电成本分析,大家讨论的电动汽车有没有前景的问题也有了证明。

此前美国全电池咨询公司在一份报告中表示:“在2025 年之前,电池成本不可能降低到 167 美元 / kWh。”算是给了电动汽车来了当头一棒。

电动汽车的未来很美,但成本降不下来,那都是瞎掰。

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