比特幣:這是電動汽車與汽油車一樣多的成本_ARC

近年來，隨著價格的下降，電動汽車的銷量成倍增長。然而，盡管電動汽車的總體擁有成本較低，但電動汽車的采用仍然受到其相對于同類汽油車較高的標價的限制。

電動汽車和內燃機汽車在未來十年的某個時間可能會達到標價平價。時間取決于一個關鍵因素：電池成本。電動汽車的電池組約占車輛總成本的四分之一，這使其成為銷售價格中最重要的因素。

電池組價格一直在迅速下降。典型的EV電池組可存儲10-100千瓦時的電量。例如，三菱i-MIEV的電池容量為16kWh，續航里程為62英里，特斯拉ModelS的電池容量為100kWh，續航里程為400英里。2010年，電動汽車電池組的價格超過了每千瓦時1000美元。到2019年，這一價格降至每千瓦時150美元。汽車行業面臨的挑戰是弄清楚如何進一步降低成本。

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在能源部的目標，為行業是電池組的價格降低到小于100/千瓦時$最終以約$80/千瓦時。在這些電池價格點，電動汽車的標價很可能低于同類內燃機汽車的標價。

預測何時會發生價格交叉需要模型來說明成本變量：設計，材料，人工，制造能力和需求。這些模型還顯示了研究人員和制造商正在致力于降低電池成本的地方。卡內基梅隆大學的我們小組已經開發出一種電池成本模型，該模型涵蓋了EV電池制造的所有方面。

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自下而上

用于分析電池成本的模型分為“自上而下”或“自下而上”。自上而下的模型主要根據需求和時間來預測成本。賴特定律是一種可以預測電池成本的流行的自上而下模型，該模型預測，隨著生產更多的電池，成本會下降。規模經濟和行業獲得加班經驗可以降低成本。

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賴特定律是通用的。它適用于所有技術，因此可以根據太陽能電池板的成本下降來預測電池成本的下降。但是，與其他自上而下的模型一樣，賴特定律也不允許分析成本下降的原因。為此，需要自下而上的模型。

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要建立自下而上的成本模型，重要的是要了解制造電池的過程。鋰離子電池由正極，負極，負極，負極和電解質以及輔助組件組成。

每個組件都有與其材料，制造，組裝，與工廠維護有關的費用以及間接費用相關的成本。對于電動汽車，還需要將電池集成到小的電池組或模塊中，然后將其組合成電池組。

我們的開源，自下而上的電池成本模型采用與電池制造過程本身相同的結構。該模型使用電池制造過程的輸入作為模型的輸入，包括電池設計規格，商品和勞動力價格，資本投資要求，間接費用率以及制造規模以說明規模經濟。它使用這些輸入來計算制造成本，材料成本和間接成本，然后將這些成本相加得出最終成本。

削減成本的機會

使用自下而上的成本模型，我們可以細分電池各部分對電池總成本的貢獻，并利用這些見解來分析電池創新對電動汽車成本的影響。材料占電池總成本的最大部分，約為50％。陰極約占材料成本的43％，其他電池材料約占36％。

陰極材料的改進是最重要的創新，因為陰極是電池成本的最大組成部分。這引起了對商品價格的強烈興趣。

電動汽車最常用的陰極材料是特斯拉汽車中使用的鎳鈷鋁氧化物，大多數其他電動汽車中使用的鎳錳鈷氧化物以及大多數電動巴士中使用的磷酸鋰鐵。

在這三種材料中，鎳鈷鋁氧化物的單位能量成本最低，單位質量能量或比能最高。高單位比能量導致單位能量成本較低，因為構建電池組所需的電池單元更少。這導致其他電池材料的成本降低。鈷是陰極內最昂貴的材料，因此這些材料中鈷含量較低的配方通常會導致電池便宜。

不活動的電池材料約占電池材料總成本的36％。這些其他電池材料不會增加電池的能量含量。因此，減少非活性材料減少了電池單元的重量和尺寸，而沒有減少能量含量。這激發了人們對通過諸如特斯拉正在嘲笑的臺式電池之類的創新改進電池設計的興趣。

隨著制造商每年生產的電池數量增加，電池組成本也顯著降低。隨著越來越多的EV電池工廠上線，規模經濟以及電池??制造和設計的進一步改善將導致成本進一步下降。

價格均等之路

預測與ICE車輛的價格均等的時間表需要預測電池成本的未來軌跡。我們估計，到2025年，原材料成本的降低，性能的提高以及通過共同制造來學習將很可能導致電池組的電池成本低于$80/kWh。

假設電池占電動汽車成本的四分之一，那么一個100kWh的電池組的成本約為30,000美元。這將導致EV貼紙價格低于汽油驅動汽車的同類模型的貼紙價格。

AbhinavMisalkar在卡內基梅隆大學讀研究生時為這篇文章做出了貢獻。

本文來自轉載談話由旺卡特·維斯瓦納坦，機械工程學院，副教授卡內基梅隆大學;亞歷山大·比爾博士卡內基·梅隆大學機械工程學候選人和ShashankSripad博士學位。卡內基梅隆大學機械工程專業的候選人，擁有知識共享許可。

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