2019年,戴森发布公告宣布停止造车,原因是「该项目在商业上不可行」,也就是说戴森认识到自家重金投入的汽车项目赚不了钱。戴森创始人詹姆斯·戴森的内部信称:「这不是产品失败,也不是团队失败。」事实上,戴森已经成功开发出了原型车,产品非常符合戴森的理念,但可惜在商业上并不可行。
因此产生了这个疑问,电动车研发门槛高吗?
我认为回答是:高!。只不过可能比传统燃油车要低些。
电动车研发的核心是电池技术,对于传统车企来说也是个高门槛的新技术。因此,看上去对于新进入者来说,好像其门槛和传统车企是同样高的,有了那么一些逆袭的机会。
然而答案是否定的。戴森已经为我们做出了明智的选择。
原因主要是:1. 电池技术门槛高,电动车研发周期长; 2. 资本层面投入巨大; 3. 竞争激烈,对手已基本成型并已提前布局
1、电池技术门槛高,电动车研发周期长
电动汽车核心三大件:电池,电机,电控。
其中电池又包含电芯,模组,pack,电池管理系统(BMS),冷却系统等。
目前基本上电芯由电池公司独立生产。车企只负责电芯组装成模组和pack,BMS和后面的系统。
也有模组组装也交给电芯公司来完成的。
这里面,门槛最高的就是单体电芯。电芯又由正极材料、负极材料、电解液、隔膜四大件,和其他辅助成分(如铜铝箔集流体,铝塑膜等)组成的。
而制作电芯需要将这些组分组合,通过自动化设备来实现。制作电芯主要包含:搅拌,涂布,辊压,模切,卷绕/叠片,入壳,注液,密封等二十几个工序。
评价一个电芯的好坏主要体现在制程上,其差异也导致了不同动力电池产品在性能、可靠性和稳定性上的差异。电池制程拼自动化程度,一致性,优率,产线都要配置很好的MES系统(制造执行系统),SPC系统(统计过程控制)。
动力电池是从消费电池发展过来的。但其实消费电池和车规级动力电池,对失效率/优率的要求,差别非常大。比如,一台笔记本电脑,里面会有十几颗电池,每颗电池容量为几Ah左右。而一台纯电汽车,单电芯的容量可能是100Ah,一个Pack假如需要100个电芯。那么,这里一台汽车的失效率,就是一台笔记本电脑的200倍。如果一台笔记本电脑的失效率是万分之一的话,放到汽车上,就会放到2%。这就意味着,制造商每卖出100台汽车,就有2台车是需要召回的。这对于任何一个汽车制造商而言,都是不可接受的。这就使得车规级动力电池制造工厂,要有很强的制程管控能力,缺陷率需要提升到6sigma (≤3.4PPM),也意味着每交付一万辆汽车时,会有3.4辆召回的概率,还算是可以接受的水平。想做出好的电池,环境控制、毛刺控制、金属异物检出率、电池自放电水平检出率、制程追溯系统和全过程的SPC控制等几个方面都要投入巨资进行升级和保证。
好了,对于整车厂来说,这些复杂的东西我们不懂,就交给电芯公司来做好了,我们只负责后面的电池组装和软件管理总是可以的吧。可是对于戴森,要怎么玩呢?戴森自己又没有任何车子的产品和品牌,买三星和宁德时代的电池,呵呵,他们还看不上戴森呢,而且产线根本挪不出来给这种订单小又没名气的第三梯队整车厂。
就算戴森运气好,有小厂家愿意供货,不用自己生产电芯了,从电芯到模组到pack到装载进入整车车体中还有很长一段路要走。这就是电动车整体的研发周期。
一般来讲,假如电池外购,一款新的电动汽车研发周期是3年左右。
在这个过程中,整车厂会筛选不同的电池供应商,在前期小量测试电池的各种电、循环、安全、环境等性能。中途和供应商一起制定电池设计方案,优化性能,大量测试,并筛选优质供应商。最后是量产。同时,整车厂负责将电芯组装成pack,发现各种问题,优化设计方案。
如下图是捷豹I-PACE的电池包。其单体电芯采用的是三元NCM软包电池方案,电池包是在车底布置的81kWh锂电池组。它的内部由36个标准子模块构成。电池组由高强度金属框架作为外壳保护。金属框架内从前至后分成了6列,每列均包含不同数量的标准电池子模块。电池模块内部则是软包电芯。
可见,虽然相比发动机来说门槛确实低了些,但是从电芯到电池包的研发、组装和量产都是很复杂的。这需要多年的经验积累,而这也正是戴森欠缺的。特斯拉到今天也已经有十几年的时间了,刚好前面几年大家对电动车还在认知阶段,没有量产压力,也让特斯拉积累的宝贵的经验。戴森已经错过了最佳时机。
捷豹I-PACE的电池包拆解图
捷豹I-PACE的电池包拆解图 图片来源:博奇数据
电池模组组装示意图
电池模组组装示意图
2、投资巨大
光是电池投资,1GWh动力电池的初始投资在4亿元左右,包括土地、厂房、干燥房、建设费用等。1GWh的设备投资现在基本上是在2.5-3亿人民币左右。包含前工序、中工序和后工序等设备。核心设备包括涂布机、对辊机、卷绕机、热压化成机、电池测试机等。
初始投资不计入电池成本中,设备投资计入。设备投资在后续生产环节,是以设备折旧的方式体现到单体电芯成本当中的。目前,设备使用年限大概在4-6年左右,可见每年的折旧还是很大的。
2亿安时动力电池投资测算
如果戴森跳过电池环节,只投资电池包或整车制造环节,那么对标公司可能就是特斯拉和蔚来NIO。
特斯拉暂且放下不谈,只看蔚来汽车。蔚来这几年每年的财报巨亏,想必大家心里都是清楚的。蔚来4年就亏损了220亿元。蔚来汽车李斌说没有几百亿,不要投资玩电动汽车。
3. 竞争激烈,竞争对手已基本成型并提前布局。
首先,从特斯拉成立到今天,十几年已过去,目前行业内的电动汽车玩家我把他们分为三类:行业标杆特斯拉;传统汽车巨头转型做EV;新造车势力。
(1)行业标杆特斯拉
特斯拉成立之初的商业策略是先用高端车型打造品牌,价格卖的贼高维持一定的收入。虽然年年亏损但是马斯克是个有情怀的人,也会在资本圈讲故事。刚好那几年,其他玩家还没有怎么介入电动车领域,特斯拉就韬光养晦,从松下那里积累了圆柱电池技术,自己也构建了独特的电池包冷却系统,陆续推出了Model Y, Model X等车型。直到后来推出低价的Model 3车型,虽然依然很贵。现在刚好传统车企巨头如BBA也都切入进来,理论上造车本身特斯拉依然不如他们。但是聪明的特斯拉顺势到上海用一年不到工夫建了产线,生产更低价的Model 3,直接扭亏为盈。可以说特斯拉很好的利用了自己行业先锋的地位,十年的时间差积累电池和造车经验,现在传统车企巨头也无法撼动特斯拉的地位了。等到中国低价版Model 3放量上市,可能对电池汽车市场又是一轮洗牌。戴森入局电动车,未来必须要面对特斯拉的挤压。
(2)传统汽车巨头转型做EV;
传统车企如BBA均已布局EV甚至已经推出一些电动车型。他们背靠集团,手握巨资,虽然入局电动化不算最早,但也还有自己的优势。起码汽车电子、整车制造和软件上面那是几十年甚至百年的经验。现在无非是占据EV成本将近40%左右的电池他们无法企及,尤其是技术层面。那可以慢慢学嘛,至少可以和供应商学习,通过玩弄不同电池供应商掌握各家的技术。这些传统车企都已投资一些电池公司甚至自建电池厂。
以奔驰为例,仅在中国,奔驰就和北汽、比亚迪、吉利等深度合作,这保证了奔驰未来在华的电动车型和开发和制造能力。同时,奔驰在华还建设了电池、储能工厂。
再看大众,计划于2025年推出80款电动车型。2023年前投入300亿欧元用于汽车电动化。
这些传统车企巨头如BBA,本身就长期和三星、LG、宁德时代等电池公司合作多年,已经掌握很多电池技术,均已投资了一些动力电池公司或工厂,甚至还投资/入股了一些具有独特电池技术的初创公司如固态电池公司。再加上他们百亿投资级别的资本能力和强大的汽车制造能力,2020年之后,按照计划,他们大概率会成功实现电动化转型,和特斯拉竞争。从这个角度来看,戴森入局不具有任何优势。
(3)新造车势力
目前造车新势力大部分都已经死掉。留下的主要就是蔚来汽车,小鹏,拜腾,威马汽车等。哪怕是蔚来汽车,也投入了百亿,积累了几年的经验。平心而论,蔚来最大的问题不是质量问题。其ES8的性能也是很不错的,在续航、软件控制、动力系统方面也完全符合一款实用的电动汽车的要求。蔚来主要的问题是财务问题,其每卖出一辆ES8都是亏损的,如果想通过ES8盈利,每年需要卖出20万辆以上。未来可能的解决方案是被其他OEM入股或收购,蔚来的品牌和股市还会继续。从这个角度讲,现存的这几个造车新势力也走在戴森的前面。
可以说,戴森进入电动汽车行业,需要面对特斯拉 传统BBA巨头 造车新势力的多重夹击。
可能戴森自己也意识到这个产业链漫长,投资巨大,又腹背受敌,因此避开传统的三元锂电池,和整车制造,布局下一代固态电池技术,收购了固态电池公司Sakti3
Sakti3是从密歇根大学独立出来的初创公司,2015年被戴森收购,但戴森在2017年曾宣布打算放弃向密歇根大学购买Sakti3专利电池技术的使用许可,转向投资固态聚合物电池。
固态电池确实有可能是下一代动力电池方向。但问题是,其他公司也都投资或收购了固态电池公司。Sakti3公司主打薄膜固态电池,和其他主流固态电池公司(聚合物、硫化物、氧化物)路线不同,目前发展并不突出。
其实丰田也很早对固态电池技术进行了投资和开发,但是由于硫化物技术路线难度相当高,因此丰田一直都在做基本研究,未能花太多时间在产品及生产端。大众则投资了固态电池初创公司 QuantumScape,预计在 2025年建立固态锂电池产线。
可见,固态电池技术尚未成熟,距离量产并安装至整车当中基本上是5年以后的事情。戴森选的Sakti3也不是很突出的标的。
综合以上考虑,戴森无法通过抱着固态电池这个还未定的稻草再悬而未决的等待几年时光。因此,戴森等巨头最终选择了放弃了电动车事业。
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