在電動汽車產(chǎn)業(yè)全球炙手可熱的今天，特斯拉無疑是那顆最耀眼璀璨的新星，電動汽車界當(dāng)之無愧的“蘋果”，執(zhí)行業(yè)發(fā)展之牛耳。諸多電動汽車業(yè)內(nèi)人士預(yù)言，特斯拉指引了未來電動汽車發(fā)展的方向。越來越多的有識之士呼吁，我們一定要打造中國自己的特斯拉。

　　特斯拉電動汽車的心臟，無疑是它獨(dú)特的動力電池系統(tǒng)，這也是Tesla核心技術(shù)之所在。了解Tesla動力電池系統(tǒng)基本的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)狀況，對發(fā)展我國自主知識產(chǎn)權(quán)的電動汽車無疑具有積極的借鑒意義。

　　Model S 是目前Tesla最暢銷的車型，表1展示了Tesla Model S動力系統(tǒng)最基本的性能數(shù)據(jù)。筆者這里將以85kWh這款主流的Model S為例，通過一些簡單的數(shù)學(xué)計(jì)算，深入淺出地向讀者揭示其動力電池系統(tǒng)的奧秘。

　　1. Model S動力電池模塊的成本構(gòu)成

　　對于純電動汽車而言，動力電池模塊(Cell +Pack + BMS)的成本占據(jù)了整車成本相當(dāng)?shù)谋壤？梢院敛豢鋸埖卣f，Tesla電動汽車動力電池模塊的成本構(gòu)成，是解開Tesla秘密的一把鑰匙，而電池成本也是制約Tesla發(fā)展的最核心要素之一。這里，筆者將根據(jù)公開報(bào)道的資料以及自己所了解到的一些信息，來剖析Tesla Model S動力電池模塊的成本構(gòu)成。

　　Tesla Model S 采用的是松下電池公司的18650標(biāo)準(zhǔn)尺寸圓柱電芯。早期的Tesla 型號使用LCO為正極的18650電芯，Model S改用NCA作為正級材料，電芯容量也從最初的2.9Ah提升到3.1Ah (見表2)。

　　M o d e l S 使用了多少顆1 8 6 5 0 電芯？85000Wh ÷ 11.2 Wh ＝ 7589，為了保持每個brick電芯數(shù)目的一致，Model S 實(shí)際上一共使用了11 × 9 × 77 ＝ 7623顆松下18650型 3.1Ah高容量NCA電芯，之前媒體廣泛報(bào)道的8142顆其實(shí)是采用2.9Ah電芯的Model S的早期型號。到目前為止，Tesla與松下簽訂過兩份電池供應(yīng)合同。第一份合同是在2011年簽訂的，據(jù)報(bào)道松下一共向Tesla供應(yīng)了大約2億顆18650電芯。第二份合同是在2013年10月30號簽訂的，根據(jù)合同松下將在2014年到2017年這四年時(shí)間里向Tesla供應(yīng)2 0億顆電芯。筆者了解到的情況是，在與Tesla的這兩次供貨合同里，松下給出了絕然不同的報(bào)價(jià)。

　　2013年早些時(shí)候，筆者通過渠道了解到松下供應(yīng)給Tesla 的3.1Ah 18650電芯的售價(jià)稍微高于$2 ，Model S的Pack + BMS成本超過$20000，對于這兩個數(shù)值，筆者當(dāng)時(shí)的感覺是“震驚”！只要稍微了解18650電芯的成本構(gòu)成的同仁，應(yīng)該知道$2這個價(jià)位意味著什么。

　　沒錯，1 8 6 5 0電芯原材料(N CA、人造石墨、膈膜、電解液、銅箔鋁箔、殼體等，優(yōu)級品)成本價(jià)已經(jīng)比較接近$2了，成品電芯的成本接近$3，也就是說松下是在賠本賺吆喝。跟很多讀者一樣，筆者當(dāng)時(shí)對這個價(jià)格很是質(zhì)疑，但是后來筆者注意到有媒體報(bào)道Tesla的CTO Jeffrey Straubel在2013年 8 月份接受 MIT Technology Review采訪時(shí)無意中透露了一個信息，當(dāng)記者問起 ModelS 的電池成本時(shí)，Jeffrey說“They’re alwayless than half, actually，less than a quarter inmost cases.” 這是Tesla高層首次就其電池成本問題有據(jù)可查的公開表態(tài)。

　　85kWh基本款的售價(jià)是$79900，按照Tesla 2013 年年報(bào)的毛利潤率 22.5% 計(jì)算，其大概成本為 $79900 × (1 - 22.5%)= $61923。25%的電池成本是$61923 × 25% = $15480 。如果按照每顆電芯$2的成本計(jì)算，Model S的電池成本是7623 × $2 ＝ $15246。沒錯，這個數(shù)值跟Jeffrey Straubel無意中泄露的信息完全一致，松下的確是以賠本價(jià)格在給Tesla供貨！

　　筆者這里要提醒讀者的是，Jeffrey Straubel的訪談是在2013年8月份，他不可能知道三個月以后松下給出的最終報(bào)價(jià)，因?yàn)楫?dāng)時(shí)新供貨合同還處在談判階段。他當(dāng)時(shí)想當(dāng)然地認(rèn)為松下還會維持原來的供貨價(jià)位，否則他絕無可能泄露如此重要的商業(yè)機(jī)密。

　　那么松下為什么會以低于成本價(jià)向Tesla供貨？筆者個人認(rèn)為，放長線釣大魚，這恰恰反映了日本人做生意的精明之處。像松下這樣的跨國公司，在與Tesla合作之前也面臨著18650電芯產(chǎn)能過剩的問題，而不得不尋找新興應(yīng)用領(lǐng)域。這時(shí)候賠本賺吆喝都是可以的，因?yàn)樗上轮溃?dāng)新興領(lǐng)域發(fā)育起來以后它仍然有機(jī)會賺取足夠的利潤。

　　果不其然，機(jī)會終于來了。2013年10月30號簽訂的合同，媒體廣泛報(bào)道其成交價(jià)值高達(dá)70億美元，也就是說18650NCA電芯的價(jià)格上漲到了$3.5，漲幅高達(dá)75%，松下在這個deal里面純賺了$1 billion！但筆者對這個報(bào)道價(jià)位持保留意見，因?yàn)樗上陆oTesla供貨的電芯數(shù)量也許不是秘密，但合同價(jià)值絕對是商業(yè)機(jī)密，松下和Tesla雙方都沒有理由讓外界獲悉這個至關(guān)重要的商業(yè)信息。

　　筆者調(diào)研發(fā)現(xiàn)， 所有媒體對此事的報(bào)道都是援引自美國彭博社( B l o o m b e r g ) ， 而Bloomberg在2013年10月31日的原文是這樣敘述的“Panasonic Corp. won a contract to supplycells to Tesla Motor Inc. TESLA’s electricvehicle in a deal that may generate $7 billion inrevenue.”

　　很顯然，Bloomberg的報(bào)道只是估計(jì)合同價(jià)值達(dá)到70億美金，但是其它媒體在轉(zhuǎn)載的時(shí)候就變成了言之鑿鑿了。以彭博社一向嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膱?bào)道風(fēng)格，筆者不認(rèn)為$3.5會很離譜，但是筆者個人更傾向于認(rèn)為松下18650電芯的合同價(jià)位介于$3.0-3.5 之間，但為了分析問題方便，筆者在本文里還是援引Bloomberg的價(jià)格數(shù)據(jù)。但無論如何，這個價(jià)位跟之前的松下供貨價(jià)格已經(jīng)大幅上漲了。那這個報(bào)價(jià)是不是Musk期待的？

　　筆者相信，Tesla和松下無疑是進(jìn)行了異常艱苦的談判，但松下顯然是抓住了Musk的阿基里斯之踵：我松下是你Tesla唯一的電池供應(yīng)商，我離開你Tesla照樣活得很好，但你Tesla沒有我松下卻活不成，這個問題你Musk沒有跟我討價(jià)還價(jià)的資本。毫無疑問，$3.5絕對不是Musk想要的報(bào)價(jià)，但Musk除了接受松下的報(bào)價(jià)，還有其它選擇嗎？這個問題，筆者在后面還要詳細(xì)探討。

　　2013年，Model S的動力電池系統(tǒng)(Cell +Pack + BMS)的成本是$ 15246 + $ 20000 =$ 35246。筆者當(dāng)初同樣對此感到難以置信，但是到了2013年下半年，筆者注意到在Tesla官網(wǎng)的Model S論壇上，有位車主給出了Tesla為其更換全新電池系統(tǒng)的報(bào)價(jià)：$46000。如果我們?nèi)サ鬞esla 22.5%的毛利潤率，那么Model S的動力電系系統(tǒng)成本就是$ 46000 × (1-22.5%)＝ $35650，這個數(shù)值跟筆者之前獲得的Model S動力電池系統(tǒng)成本數(shù)據(jù)幾乎完全一致。

　　到了2014，松下供貨的18650NCA電芯已經(jīng)漲價(jià)到了$3.5，也就是說2014年Model S電池組的成本為7623 × $3.5 ＝ $26680，整整上漲了$26680 - $15246 ＝ $11434，漲幅高達(dá)75%。

　　但是筆者注意到，Tesla到目前為止并沒有宣布Model S漲價(jià)，那么筆者有理由相信，電芯價(jià)格上漲被內(nèi)部消化了。那么是什么部件消化了電芯成本上升呢？在筆者看來，在Tesla沒有大規(guī)模量產(chǎn)之前(目前的產(chǎn)量其實(shí)是很小的)，其它零件成本下行的空間并不會很大，而只有Pack + BMS才可能消化大部分漲幅。也就是說，Pack + BMS 在2014年的成本下調(diào)了$11434，其成本是 $20000- $11434 ＝ $8566。這么大的降幅有可能嗎？筆者在后面將會做進(jìn)一步分析。

　　這里，筆者還想澄清另外一件事情。很多“T粉”們津津樂道，Musk因?yàn)楸粏柤半姵貎r(jià)格是還有可能降低以保證下一代廉價(jià)版Tesla量產(chǎn)時(shí)被激怒，很不禮貌地中止了同美國知名財(cái)經(jīng)雜志Barron 的電話采訪。這個報(bào)道也成了很多國內(nèi)同仁堅(jiān)信Tesla動力電池價(jià)格較低并且還有降低的空間的一個主要證據(jù)。

　　筆者這里提醒讀者，這個事件最早在美國媒體披露是在2013年6月10日，距離之后松下與Tesla簽訂新供貨合同足足有5個月之久！也就是說，跟Jeffrey Straubel一樣，Musk當(dāng)時(shí)同樣想當(dāng)然地以為松下還會以$2 的低價(jià)位繼續(xù)為Tesla供貨，這才是Musk敢摔Barron 電話的底氣之所在。由于中美“時(shí)差”的原因，這個報(bào)道在國內(nèi)被披露出來并引起廣泛關(guān)注已經(jīng)是2014年春節(jié)以后的事情了。現(xiàn)在看來，該報(bào)道嚴(yán)重誤導(dǎo)大家對Tesla動力電池成本問題的判斷。

　　有讀者可能會問，松下的18650NCA電芯有這么貴嗎，Samsung SDI不是把18650價(jià)格降到了1美金了嗎？ 筆者這里要指出的是，SamsungS D I 和松下采取了完全不同的經(jīng)營和技術(shù)路線。松下一向堅(jiān)持技術(shù)領(lǐng)先而占據(jù)高端市場，而Samsung SDI 采取的是技術(shù)和成本并重，以市場為主的發(fā)展模式。

　　Samsung SDI 的1美元18650電池是2.2Ah以下的低檔電芯，這個容量級別的電芯是不可能用在EV上的。如果我們仔細(xì)分析Samsung SDI這個檔次電芯的成本構(gòu)成，就會發(fā)現(xiàn)其實(shí)SamsungSDI也是在虧本賺吆喝，目的是用低價(jià)將國內(nèi)圓柱廠家打垮，進(jìn)而霸占中國市場。一旦市場蠶食完成，那么漲價(jià)回本在所難免，這就驗(yàn)證了一句老話，“天下沒有免費(fèi)的午餐”。松下供應(yīng)Tesla的高容量18650電芯，無論是從原材料選擇、電芯工藝，還是產(chǎn)品品質(zhì)都是超一流水準(zhǔn)，這是其成本較高的主要原因。

　　2. Model S動力電池系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)

　　Mo d e l S 的工作電壓是多少伏？Model S 的電池組P a c k 一共有1 1 個modules，每個modules有9 個b r i c k ， 每個b r i c k里面有7 7 個電池。那么Model S的實(shí)際平均工作電壓為 3.6 V × 9 × 11＝ 356.4V，而不是有些媒體報(bào)道的375 V。

　　Model S電池組的能量密度有多高？3.1 Ah18650電芯的能量密度達(dá)到了252 Wh/Kg ，這是一個很高的指標(biāo)。Model S的電池總重是 44.5 g× 7623 ＝ 339 Kg，電池組Cell + Pack + BMS總重是544 Kg， 那么我們可以計(jì)算出其電池組的能量密度為 85 KWh ÷ 544 Kg ＝ 156 Wh/Kg。這個能量密度比國內(nèi)廣泛使用的磷酸鐵鋰電池組的能量密度( 80-100 Wh/Kg)高出約60%，比目前三元材料電池組的能量密度(130-150 Wh/Kg)還要高。但是，Model S動力電池組的整體能量密度跟單體電池相比下降了45%，這主要是因?yàn)镸odel S的電池組位于車底，需要防彈保護(hù)盾保證電芯安全，正是這個部件貢獻(xiàn)了相當(dāng)?shù)闹亓俊?/span>

　　Model S的行駛里程到底有多遠(yuǎn)？根據(jù)Tesla官網(wǎng)介紹，Model S在理想工況下的預(yù)期行駛距離是480Km(根據(jù)數(shù)學(xué)建模模擬得到)，目前關(guān)于Model S行駛里程實(shí)測數(shù)據(jù)已經(jīng)在網(wǎng)上可以查到了。車主實(shí)測結(jié)果顯示，在120Km/h的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)速以及一定負(fù)載情況下，Model S的最大行駛里程不超過350Km。

　　Model S動力電池系統(tǒng)占整車成本的比例有多高？85kWh基本款的售價(jià)是$79900，按照Tesla 2013 年年報(bào)的毛利潤率 22.5% 計(jì)算，其大概成本為 $79900 × (1 - 22.5%) = $61923，那么我們可以計(jì)算出Model S的動力電池系統(tǒng)成本所占比例為 $35246 ÷ $61923 × 100% ＝ 56.9%，已經(jīng)接近整車成本的60%了。

　　Model S的能量成本在什么水平？如果按照動力電池系統(tǒng)的成本計(jì)算，其能量成本是$35246÷ 85KWh ＝ 414 $/KWh。Model S在電芯水平的能量成本是$ 26680 ÷ 85KWh ＝ 313 $/KWh，以上是按照松下與Tesla新供貨合同計(jì)算的結(jié)果。如果我們用2011年松下的供貨價(jià)格，那么Model S的電芯能量成本是$15246 ÷ 85KWh ＝179 $/KWh。筆者這里要強(qiáng)調(diào)的是，之前Tesla在一些報(bào)告中也探討過能量成本，但是這些數(shù)據(jù)都是基于早期的電芯價(jià)格，也就是說這些早期的數(shù)據(jù)跟目前的實(shí)際情況并不一致。

　　Model S動力電池系統(tǒng)的重量占整車的比例如何？Model S的整車重量為2109 Kg，那么電池的重量比例為339 Kg ÷ 2109 Kg ＝ 16 %。而整個動力電池系統(tǒng)占整車的比例為544 Kg ÷ 2109Kg ＝ 26 %。讀者可能對26% 這個數(shù)字沒有什么感覺，但是如果跟一輛普通轎車的發(fā)動機(jī)占整車的大概比例(一般15%左右)比較一下，那么讀者就明白Model S的動力電池系統(tǒng)有多“重”了。

　　Model S 的電池壽命有多長？關(guān)于Telsa電池組的循環(huán)壽命，到目前為止沒有任何公開的數(shù)據(jù)報(bào)道，屬于Tesla商業(yè)機(jī)密范疇。筆者曾經(jīng)實(shí)測過單個松下NCR18650A電芯的循環(huán)性，如果以80%容量保持率為標(biāo)準(zhǔn)，在室溫下0.5C 100% DOD的測試條件下可以達(dá)到1700次的循環(huán)，容量型電芯能夠達(dá)到這個循環(huán)壽命已經(jīng)是相當(dāng)不錯的了。由于每個電芯在內(nèi)阻和容量上的差異，成組以后循環(huán)性相對于單體電芯會有所降低。但是由于松下18650電芯的一致性非常好，而且Tesla采用了非常獨(dú)特的BMS設(shè)計(jì)原理，我們有理由相信Model S的電池組循環(huán)性跟單電池相比沒有較大幅度的下降。

　　3. Model S動力電池評論

　　我們首先談?wù)凪odel S的電池，在筆者看來，Musk選擇松下的18650電池實(shí)際上是基于現(xiàn)實(shí)的考量，而并非是動力電池技術(shù)上的革新。不管是早期的LCO電池，還是后來的NCA電池，都是容量型而非功率型的標(biāo)準(zhǔn)尺寸電池。目前動力電池圓柱、方形和軟包這三種規(guī)格當(dāng)中，圓柱尤其是18650的綜合制造成本是最低的，這主要得益于其自動化和大規(guī)模的生產(chǎn)。同樣也得益于標(biāo)準(zhǔn)化自動化，18650電池的一致性可靠性也是最好的。可以說，成本、一致性和能量密度的綜合考量，是Musk選擇松下18650電芯的根本原因。

　　關(guān)于電動汽車動力電池的尺寸路線，一直存在著小型(以Tesla為代表)和大型電池(20-40Ah，Toyota和BMW為代表)的爭論，這兩種技術(shù)路線各有利弊，筆者這里不予置評。

　　筆者曾經(jīng)測試過松下NCR18650電芯，松下電芯的高品質(zhì)給筆者留下深刻印象。NCA正極材料的實(shí)際應(yīng)用是有相當(dāng)技術(shù)含量的，而這正是松下的核心技術(shù)之一。之前，Samsung SDI以年薪60萬美金從松下挖到一位NCA電芯專家，足以說明NCA電池生產(chǎn)技術(shù)的含金量。

　　松下使用的NAC正極材料是由日本住友金屬礦山(SMM)生產(chǎn)的，SMM是目前全球最大的NCA正極材料生產(chǎn)商，而松下是其唯一客戶。當(dāng)然我們也要清醒地認(rèn)識到，由于NCA的安全性以及長期循環(huán)性問題，單獨(dú)使用NCA制作大容量動力電池是不適合的， LMO少量地混合NCA是一個切實(shí)可行的動力電池解決方案。

　　很多讀者對于Model S 483Km最大理論行駛感到興奮鼓舞，認(rèn)為電動汽車在行駛里程上終于可以跟普通轎車匹敵了，但筆者個人認(rèn)為，對這個問題我們要冷靜分析。7623顆松下3.1Ah18650電芯的重量占到了整車凈重的16%，這個數(shù)值比普通轎車發(fā)動機(jī)的重量比例還高，而且Pack + BMS額外還要額外消耗10%的重量。那么我們就可以很清楚地看到，Model S的實(shí)際上通過犧牲有效載荷為代價(jià)，來提高續(xù)航里程的。根據(jù)BMW的計(jì)算，消費(fèi)者對純電動汽車可接受的最低實(shí)際行駛里程是300Km，如果在保持動力電池組的重量跟現(xiàn)有汽車的發(fā)動機(jī)+油箱差不多的情況下，動力電池系統(tǒng)的能量密度就要達(dá)到250Wh/Kg 的水平。事實(shí)上， Tesla的實(shí)際數(shù)據(jù)和BMW的計(jì)算結(jié)果非常接近。Model S在實(shí)際工況下350Km左右的續(xù)航里程僅僅是剛剛滿足消費(fèi)者最低需求而已，并且這還是在較大幅度犧牲有效載荷的前提條件下實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)然了，Tesla 定位是高級跑車，有效載荷低并不是大問題，但對于定位為家庭轎車的普通電動汽車而言，這就成了一個很大的缺點(diǎn)了。

　　那么Model S的續(xù)航里程還有沒有進(jìn)一步提升的空間？由于續(xù)航里程跟電池組能夠提供的能量成正比，所以要么保持電池?cái)?shù)目不變而提高18650電芯的能量密度，要么增加電池的數(shù)量。如果簡單增加電池?cái)?shù)量，那么必然導(dǎo)致整車重量有較大增加而進(jìn)一步壓縮目前本來就不高的有效載荷量，所以筆者個人認(rèn)為這個方向行不通。那么，唯一可行的就只有進(jìn)一步提升單體電芯的能量密度這一條路了。

　　我們從表2可以看到，2012年下半年松下已經(jīng)量產(chǎn)了3.4Ah18650電芯，能量密度較3.1Ah有5%的提升。如果采用新型3.4Ah電芯，相應(yīng)的續(xù)航里程可以增加5%，但是這點(diǎn)提高在筆者看來基本上沒有什么實(shí)質(zhì)性的意義。

　　當(dāng)然有讀者可能會說，Tesla將來可能會選用松下在2013年下半年才小批量試生產(chǎn)的4.0Ah超高容量18650電芯。筆者個人認(rèn)為這個可能性很小，因?yàn)槠淠芰棵芏戎挥?52 Wh/Kg，比3.4Ah電芯的265 Wh/Kg反而降低了5%。為什么4.0Ah電芯容量比3.4Ah電芯增加了18%，而能量密度卻反而降低了呢？這是因?yàn)?.0Ah高容量電芯采用Si/C復(fù)合負(fù)極導(dǎo)致平均工作電壓降低了0.2V，并且電芯重量較大幅度增加，這兩個因素抵消了容量增加對能量密度提升的貢獻(xiàn)。另外，根據(jù)筆者測試經(jīng)驗(yàn)，基于Si/C復(fù)合負(fù)極的容量型電芯，目前而言循環(huán)性很難超過500次，這顯然是無法滿足EV使用要求的。

　　從上面的分析我們可以看到，Tesla 的續(xù)航里程實(shí)際上已經(jīng)達(dá)到了一個瓶頸，這個瓶頸的本質(zhì)就是目前鋰離子電池的實(shí)際能量密度水平已經(jīng)接近極限，再進(jìn)一步提升的空間非常有限。如果從電化學(xué)原理的角度思考，這個問題并不難理解，化學(xué)電源的能量密度增加并不遵循摩爾定律。所以，筆者不認(rèn)為Tesla未來會在續(xù)航里程這個最關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)上取得突破性進(jìn)展，除非采用能量密度比鋰電更高的新一代電化學(xué)儲能體系。新一代電化學(xué)儲能體系會是什么？鋰硫和鋰空是否有可能？目前看來可能性很小。理論上，只有燃料電池(FC)可以讓EV行駛里程接近目前普通轎車的水平，但燃料電池跟鋰電在原理和工作方式上有本質(zhì)的不同。

　　Model S電池組目前是8年質(zhì)保期，如果按照1700次循環(huán)，計(jì)算下來每年可以循環(huán)200次多一點(diǎn)。那么對應(yīng)每個循環(huán)的使用時(shí)間就是365天÷200周＝1.82天/周，也就是說Model S每天可以駕駛的理論最大里程為480Km÷1.82day＝263Km/day。那么，263Km對于美國人而言是否夠用呢？根據(jù)一項(xiàng)調(diào)查結(jié)果顯示， 中國人每天坐公交或者開車來回上下班可以接受的平均距離是30Km，這個距離意味著每天來回至少有2 小時(shí)消耗在路上，而極限距離是5 0 K m ， 相當(dāng)于每天耗費(fèi)3小時(shí)在路上，這個距離或者時(shí)間身體會明顯感覺疲憊。

　　而對于美國人而言，由于人口密度小以及美國的汽車文化，使得美國人的居住到工作距離大大延長，這兩個距離就相應(yīng)地?cái)U(kuò)大到80Km和120Km了。我們可以看到，一天240Km的行程， ModelS是完全可以勝任的。也就是說，Model S 8年的電池質(zhì)保是通過計(jì)算制定出來的，絕對不是Musk拍腦袋瓜子想當(dāng)然的結(jié)果。當(dāng)然，8年的電池質(zhì)保，跟我們一般設(shè)想的電動車電池10年的基本使用要求還有一定距離。

　　4. 新一代Tesla 是否可行？

　　Musk 已經(jīng)數(shù)次公開表示，希望在2017年推出Tesla Gen 3，也就是大多數(shù)人買得起的第三代Tesla，價(jià)格在$35000左右，續(xù)航數(shù)達(dá)到300Km(200mils)。但是Musk并沒有透露Tesla Gen3任何技術(shù)細(xì)節(jié)，因?yàn)檫@屬于Tesla的核心商業(yè)機(jī)密。很多人會問，就這個價(jià)格和續(xù)航里程目標(biāo)，Tesla Gen 3能否在2017年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)？我們不防做些簡單的數(shù)學(xué)計(jì)算來分析一下。

　　假設(shè)Tesla Gen 3的凈重跟Model S差不多的話，那么根據(jù)能量守恒定律，我們可以估算出它的功率為 85KWh ×(200mils/300mils)＝57KWh。但是考慮到這個功率下電芯的數(shù)量將有大幅下降而帶動整車重量也有較大下降， 所以筆者認(rèn)為50KWh的能量足夠了。5 0 K W h 對應(yīng)著 50000Wh÷12.2 Wh＝4098顆3.4Ah新型18650電芯。4 0 9 8 顆電芯的重量為 4100×46g＝188.5Kg，比Model S的338Kg降低了45%！那么，相應(yīng)的電池Pack重量也有45%的下降，也就是說50KWh的能量足夠300Km的續(xù)航里程。

　　筆者這里著重分析一下18650NCA電芯成本問題，這個問題是如此之重要，以至于Tesla Gen3的命運(yùn)很大程度上決于此。筆者前面提到了，松下以$2向Tesla銷售其NCA電芯是賠本賺吆喝，目的在于吸引Tesla上鉤將其捆綁在自己的戰(zhàn)車上。這一招的確湊效了，于是我們看到松下與Tesla的第二份供貨合同中終于暴露出其本來面目，全世界再一次領(lǐng)教了日本商人的“精明”。

　　Musk當(dāng)時(shí)恐怕是氣瘋了，但是松下是Tesla唯一的電芯供應(yīng)商，你Musk又能有什么辦法？只有打掉牙往肚子里咽， 尋求機(jī)會擺脫松下突圍。T e s l a與松下簽訂新電池供貨合同5個月之后，也就是2 0 1 4年2月2 6號，T e s l a在官網(wǎng)上發(fā)布消息，宣稱要建成“全球最大”的鋰電工廠(Gigafactory)，并且Tesla直截了當(dāng)?shù)匦Q，建立Gigafactory工廠的根本目的就是要大幅度降低電芯成本，并且擴(kuò)大產(chǎn)能。工廠將于2017年建成，正好在Tesla與松下合同結(jié)束的時(shí)候。這難道僅僅是巧合嗎？筆者個人認(rèn)為，這是Musk精心策劃的戰(zhàn)略布局，目的就是要徹底解決“松下困局”。

　　筆者注意到，在2013年年底也就是Tesla剛剛與松下簽訂合同之后，媒體就報(bào)道了Tesla和韓國Samsung SDI、LG接觸洽談合作的消息。但是，Tesla宣布要建成Gigafactor的消息發(fā)布后，松下卻對是否參與Gigafactor的投資和建設(shè)一直沒有表態(tài)。直到最近，松下電器集團(tuán)總裁津賀一宏才表示，公司目前尚未決定是否與Tesla達(dá)成合作伙伴關(guān)系為Gigafactory工廠提供電池技術(shù)和資金，理由是此舉或可能增加松下的投資風(fēng)險(xiǎn)。津賀一宏的表態(tài)不禁讓人疑惑重重，因?yàn)檫@明顯是有悖商業(yè)規(guī)律。

　　一個最直接的例子就是，為了進(jìn)入i P h o n e和iPad電池供應(yīng)鏈，國內(nèi)廠家是拼得頭破血流，Apple坐收漁翁之利。這只能說明，簽訂了“世紀(jì)大單”之后，Tesla和松下的關(guān)系已經(jīng)變得非常微妙了。反倒是Tesla早早放出口風(fēng)，未來Tesla仍將與松下保持密切合作，但同時(shí)也歡迎其它電池廠商參與Gigafactor工廠的投資和建設(shè)。筆者對此完全贊同，因?yàn)闆]有哪家汽車制造商會聽任上游供應(yīng)商的擺布，所以Tesla目前非常有必要再引入更多的電池供應(yīng)商。

　　那么筆者關(guān)心的問題是，Gigafactor工廠在技術(shù)層面上到底有沒實(shí)現(xiàn)降低成本的可能(商業(yè)層面上的影響因素過于復(fù)雜，筆者不予置評)？要回答這么問題，我們首先需要估算一下，Tesla Gen 3的18650電芯價(jià)位底線在哪里。筆者猜測Musk對Gigafactor 工廠1 8 6 5 0 電芯的成本目標(biāo)可能設(shè)定在$2.5這個價(jià)位之下。那么，4098 顆3.4Ah新型18650電芯的成本就是4098×$2.5＝$10245。如果 Pack+BMS成本還是維持在目前的$8000水平的話，那么Tesla Gen 3 的動力電池系統(tǒng)總成本是$10245 + $8000 = 18245，這個價(jià)位比Model S的$35246下降了48%！

　　動力電池系統(tǒng)是電動汽車?yán)锩嫠汲杀痉蓊~最大的部件，動力電池系統(tǒng)成本的下降將對Tesla電動車的整車價(jià)格具有決定性意義，其它部件成本也會因?yàn)橐?guī)模化生產(chǎn)而下降。如果我們將Gen 3的其它部件也按照相同的下降比例計(jì)算，那么Gen 3的整車售價(jià)可以達(dá)到 $79900 × 52% ＝ $41548，這個數(shù)值已經(jīng)很接近Musk的$35000 銷售價(jià)格目標(biāo)。也就是說，如果降低毛利潤率的話，Gen 3在成本上是有可能實(shí)現(xiàn)的，但其前提條件是Gigafactor自產(chǎn)的18650電芯成本下降到$2.5以下，以及Pack +BMS能否控制到低于$8000的水平。

　　那么Gigafactor工廠能否把18650電芯的成本下降到$2.5呢？Tesla宣稱Gigafactor工廠的投資將達(dá)到50億美金，這個資金投入足以建成至少5個松下電池廠的規(guī)模，未來Gigafactor工廠將是當(dāng)之無愧的“全球最大”的鋰電工廠。筆者并不懷疑Gigafactor工廠的電芯產(chǎn)能能否滿足50萬輛電動車的需求，筆者更關(guān)心的是它能否把18650NCA電芯的成本降下來，因?yàn)槌杀静攀菦Q定Tesla Gen 3最重要因素。電芯的成本取決于原材料、生產(chǎn)工藝、人力成本、生產(chǎn)管理以及生產(chǎn)規(guī)模等諸多因素。

　　原材料方面。Tesla已經(jīng)放話，Gigafactor工廠將完全在美國本土采購原材料。但筆者個人認(rèn)為，這個聲明僅僅是Musk向美國政府做出的一種姿態(tài)而已，目的是爭取聯(lián)邦政府的財(cái)政支持。美國本土的鋰電產(chǎn)業(yè)鏈非常薄弱，完全使用美國原材料根本不具備可行性。美國本土目前沒有一家規(guī)模性的正極材料生產(chǎn)商，3M沒有生產(chǎn)能力，唯一有希望給Tesla供貨的是BASF剛建成的位于俄亥俄州的正極工廠。雖然BASF目前只是少量試生產(chǎn)NMC，但筆者認(rèn)為單純從技術(shù)角度而言BASF是可以為Tesla生產(chǎn)NCA的。電解液也可以從BASF在美國的Novolyte電解液工廠供貨，雖然Novolyte的電解液性價(jià)比較低，但質(zhì)量還是不錯的，膈膜有Celgard。唯一不確定的就是負(fù)極，雖然美國有石墨礦，但并沒有負(fù)極工廠，到時(shí)恐怕還是要從中國進(jìn)口石墨負(fù)極材料。

　　電芯生產(chǎn)技術(shù)。Tesla經(jīng)過跟松下這幾年的合作，已經(jīng)積累了一些電芯生產(chǎn)方面的技術(shù)，如果Tesla能夠從日本本土特別是原三洋公司挖到一些NCA電芯專家，筆者個人認(rèn)為Tesla完全有技術(shù)能力在美國自產(chǎn)18650電芯。

　　人力成本。人工是導(dǎo)致松下1 8 6 5 0 電池高成本的一個不可忽視的因素。筆者了解到，Gigafactor工廠廠址將從內(nèi)華達(dá)州、德克薩斯州、亞利桑那州和新墨西哥州之中選出。除了德州，其它幾個州都屬于美國工資水平最低的州之列，人力成本應(yīng)該比大阪府低不少。

　　綜合上面的分析，筆者個人認(rèn)為，單純從技術(shù)角度而言，Gigafactor工廠生產(chǎn)18650NCA電芯并不存在大的障礙。但是其電芯成本很大程度上取決原材料的進(jìn)貨渠道和數(shù)量，如果能夠從中國進(jìn)口部分原材料(甚至是大部分原材料)，電芯成本有可能控制到$2.5以下的水平。

　　我們再在來分析以下Pack和BMS的成本問題。雖然這兩個部件并沒有多少技術(shù)含量，但成本水分卻非常大，這已是業(yè)內(nèi)公開的秘密。筆者了解到，Tesla的Pack和BMS如此之高的成本，與其BMS非常獨(dú)特設(shè)計(jì)原理和Pack制造方式和選材有很大的關(guān)聯(lián)，而BMS和Pack的設(shè)計(jì)費(fèi)用(知識產(chǎn)權(quán))是成本構(gòu)成的大頭，電子元器件成本本身是很低的。事實(shí)上，我們看到即便松下18650電芯大幅度提價(jià)之后，2014年Model S并沒有漲價(jià)，可見Pack和BMS成本的虛高。到2017年設(shè)計(jì)成本應(yīng)該已經(jīng)大幅下降了，那么筆者有理由相信，Tesla的Pack + BMS如果在中國代工生產(chǎn)，其成本可以控制在$8000-6000的水平。

　　Tesla高昂的售價(jià)，除了因?yàn)槠鋭恿﹄姵叵到y(tǒng)高成本之外，其獨(dú)特的全鋁車身也是一個比較重要的因素。筆者完全有理由相信，在大規(guī)模量產(chǎn)之后全鋁車身的成本會有較大幅度的下降。

　　從上面的分析和計(jì)算我們可以看到，如果僅僅從技術(shù)和成本控制的角度而言，Musk的TeslaGen 3是有可能在2017年實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)然了，我們也要認(rèn)識到，由于在Gen 3上采取了嚴(yán)格的成本控制理念，導(dǎo)致其續(xù)航里程相對于Model S有較大幅度下降。如果在理想工況下續(xù)航300Km，那么實(shí)際路況和負(fù)載情況下行駛里程是不可能超過250Km的。如果我們簡單計(jì)算一下Gen 3每天的行駛里程就會發(fā)現(xiàn)，平均每天158Km的行使里程(理想工況下)對于相當(dāng)部分美國人是很勉強(qiáng)的。我們再次看到，制約純電動車?yán)m(xù)航里程的根本因素還是鋰電能量密度這個技術(shù)瓶頸問題。