ORK:这是电动汽车与汽油车一样多的成本_Umbrella Network

近年来，随着价格的下降，电动汽车的销量成倍增长。然而，尽管电动汽车的总体拥有成本较低，但电动汽车的采用仍然受到其相对于同类汽油车较高的标价的限制。

电动汽车和内燃机汽车在未来十年的某个时间可能会达到标价平价。时间取决于一个关键因素：电池成本。电动汽车的电池组约占车辆总成本的四分之一，这使其成为销售价格中最重要的因素。

电池组价格一直在迅速下降。典型的EV电池组可存储10-100千瓦时的电量。例如，三菱i-MIEV的电池容量为16kWh，续航里程为62英里，特斯拉ModelS的电池容量为100kWh，续航里程为400英里。2010年，电动汽车电池组的价格超过了每千瓦时1000美元。到2019年，这一价格降至每千瓦时150美元。汽车行业面临的挑战是弄清楚如何进一步降低成本。

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在能源部的目标，为行业是电池组的价格降低到小于100/千瓦时$最终以约$80/千瓦时。在这些电池价格点，电动汽车的标价很可能低于同类内燃机汽车的标价。

预测何时会发生价格交叉需要模型来说明成本变量：设计，材料，人工，制造能力和需求。这些模型还显示了研究人员和制造商正在致力于降低电池成本的地方。卡内基梅隆大学的我们小组已经开发出一种电池成本模型，该模型涵盖了EV电池制造的所有方面。

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自下而上

用于分析电池成本的模型分为“自上而下”或“自下而上”。自上而下的模型主要根据需求和时间来预测成本。赖特定律是一种可以预测电池成本的流行的自上而下模型，该模型预测，随着生产更多的电池，成本会下降。规模经济和行业获得加班经验可以降低成本。

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赖特定律是通用的。它适用于所有技术，因此可以根据太阳能电池板的成本下降来预测电池成本的下降。但是，与其他自上而下的模型一样，赖特定律也不允许分析成本下降的原因。为此，需要自下而上的模型。

要建立自下而上的成本模型，重要的是要了解制造电池的过程。锂离子电池由正极，负极，负极，负极和电解质以及辅助组件组成。

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每个组件都有与其材料，制造，组装，与工厂维护有关的费用以及间接费用相关的成本。对于电动汽车，还需要将电池集成到小的电池组或模块中，然后将其组合成电池组。

我们的开源，自下而上的电池成本模型采用与电池制造过程本身相同的结构。该模型使用电池制造过程的输入作为模型的输入，包括电池设计规格，商品和劳动力价格，资本投资要求，间接费用率以及制造规模以说明规模经济。它使用这些输入来计算制造成本，材料成本和间接成本，然后将这些成本相加得出最终成本。

削减成本的机会

使用自下而上的成本模型，我们可以细分电池各部分对电池总成本的贡献，并利用这些见解来分析电池创新对电动汽车成本的影响。材料占电池总成本的最大部分，约为50％。阴极约占材料成本的43％，其他电池材料约占36％。

阴极材料的改进是最重要的创新，因为阴极是电池成本的最大组成部分。这引起了对商品价格的强烈兴趣。

电动汽车最常用的阴极材料是特斯拉汽车中使用的镍钴铝氧化物，大多数其他电动汽车中使用的镍锰钴氧化物以及大多数电动巴士中使用的磷酸锂铁。

在这三种材料中，镍钴铝氧化物的单位能量成本最低，单位质量能量或比能最高。高单位比能量导致单位能量成本较低，因为构建电池组所需的电池单元更少。这导致其他电池材料的成本降低。钴是阴极内最昂贵的材料，因此这些材料中钴含量较低的配方通常会导致电池便宜。

不活动的电池材料约占电池材料总成本的36％。这些其他电池材料不会增加电池的能量含量。因此，减少非活性材料减少了电池单元的重量和尺寸，而没有减少能量含量。这激发了人们对通过诸如特斯拉正在嘲笑的台式电池之类的创新改进电池设计的兴趣。

随着制造商每年生产的电池数量增加，电池组成本也显着降低。随着越来越多的EV电池工厂上线，规模经济以及电池??制造和设计的进一步改善将导致成本进一步下降。

价格均等之路

预测与ICE车辆的价格均等的时间表需要预测电池成本的未来轨迹。我们估计，到2025年，原材料成本的降低，性能的提高以及通过共同制造来学习将很可能导致电池组的电池成本低于$80/kWh。

假设电池占电动汽车成本的四分之一，那么一个100kWh的电池组的成本约为30,000美元。这将导致EV贴纸价格低于汽油驱动汽车的同类模型的贴纸价格。

AbhinavMisalkar在卡内基梅隆大学读研究生时为这篇文章做出了贡献。

本文来自转载谈话由旺卡特·维斯瓦纳坦，机械工程学院，副教授卡内基梅隆大学;亚历山大·比尔博士卡内基·梅隆大学机械工程学候选人和ShashankSripad博士学位。卡内基梅隆大学机械工程专业的候选人，拥有知识共享许可。

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