全生命周期比拼:磷酸鐵鋰比三元電池省錢嗎?

2020-11-21 蓋世汽車網

乘用車企對磷酸鐵鋰電池的支持,從口頭落到了行動。

6月份,磷酸鐵鋰電池裝機佔比達到今年來最高峰,佔比超過35%。而且,乘用車用磷酸鐵鋰環比增長了143%。

車企應用磷酸鐵鋰電池的最大動力在於降成本。用在乘用車上,磷酸鐵鋰電池到底能便宜多少?從全生命周期來看,磷酸鐵鋰電池和三元電池的價值表現又如何?

這個帳一算完,我們就可以理解為什麼車企愛磷酸鐵鋰。那麼消費者能從中獲益嗎?

1

裝車成本:

300公裡節約3000-6000元

400公裡節約7000元以上

首先來了解,磷酸鐵鋰與三元電池在車上的成本是多少?

為了弄清這個問題,《電動汽車觀察家》分別採訪了整車企業、電池系統企業以及電池企業相關負責人,發現電池價格差距非常大。

(1)不同車企電池價格差異大

一位電池系統生產企業負責人表示,目前磷酸鐵鋰電芯不含稅的價格最低大約在0.4元/Wh,pack價格在0.6元/Wh以內,不同企業的價格價差在0.1—0.15元/Wh,甚至更多。

而三元NCM523的pack價格大約在0.75—0.9元/Wh。

也有某車企工程師表示,他們採購的磷酸鐵鋰pack不含稅價格就已經在0.7元/Wh以上。

某電池企業市場負責人坦言,由於不同車企需求量、季節、合同時長等因素影響,電池企業供貨價格並不相同。「車企和電池企業的約定方式有很多種,有的是返利;有的是階梯定價,即採購量達到某一額度,價格自動下浮;當然,也有車企發現全行業電池降價後,要求降價。」

也就是說,不同車企電池成本差異可能會相當大。因此,我們只能大致估算電池的成本。

(2)相同車型不同電池成本差異大

假設磷酸鐵鋰都能裝載入車內,不考慮電池體積能量密度問題,則可以測算相同續駛裡程下,兩種電池的成本差。

《電動汽車觀察家》選擇搭載兩種電池的車型進行價格、續駛裡程、帶電量等數據對比發現,300公裡的純電動乘用車,採用磷酸鐵鋰電池可以節省3000-6000元的成本,有的甚至達到6000-7000元成本;400公裡以上車型,電池成本差異可達7000元以上。

注1:哪吒N01和eQ1兩種電池車型續駛裡程相同,為300公裡;國機智駿GC1和江淮iEVS4續駛裡程兩種電池續駛裡程不同,《電動汽車觀察家》將其續駛裡程統一後進行測算,GC1統一為338公裡,iEVS4統一為470公裡。具體推算見文末表格「不同車型電池成本(不含稅)情況」。

由於磷酸鐵鋰電池更沉,所以搭載磷酸鐵鋰電池的乘用車一般更重,要達到與三元電池相同的續駛裡程,其帶電量就要更多。

不過,從合格證數據看,除了比亞迪漢達到600公裡,還沒有磷酸鐵鋰車型的續駛裡程能夠接近500公裡。

在傳統主機廠研發人員看來,這一成本差十分可觀,「整車成本控制非常嚴格,零部件價格差5-10元,都要上升到很高級別討論,更別說3000-5000元的成本了。」

(3)不是所有電池成本差都體現在售價上

但是另一個問題出現了,這個成本差是否反映到車價上呢?

為了確認這一情況,《電動汽車觀察家》分別諮詢了奇瑞新能源汽車與合眾汽車相關負責人,他們皆表示沒有因為電池不同而有差價。

這或許是因為兩款車型的續駛裡程僅為300公裡,成本差異仍然不是特別明顯。

但當續駛裡程達到400公裡時,其售價差異就顯現了。例如,江淮iEVS4售價有明顯差異:這一車型搭載不同電池,續駛裡程相差近70公裡,售價也相差1萬元。

也就是說,換裝磷酸鐵鋰,雖然對車企降本貢獻很大。但目前這一效應,在400公裡以下尚未明顯惠及消費者。

(4)兩種電池電費差異並不大

相同車型不同電池的車輛帶電量存在差異,那麼兩者的全生命周期的電費能差多少呢?

《電動汽車觀察家》對此進行了測算,假設按照現行最多的質保周期8年15萬公裡;公共充電樁電費+服務費按平均1.3元/kWh,家用充電樁則按照0.5元/kWh進行測算:

如果15萬公裡全在公共充電樁充電,則磷酸鐵鋰車型比三元電池車型多支出約600元;若在私人充電樁充電,磷酸鐵鋰車型要多支出約200元。

兩種電池百公裡耗電量越接近,電費差距越小。

資料來源:根據整車出廠合格證測算

可以看到,兩者充電費用的差距與購車成本差相比,微乎其微。如果精確計算的話,300公裡三元電池車型比磷酸鐵鋰電池車型的購車費+電費要低一些;400公裡以上,則是磷酸鐵鋰電池車型的購車+電費成本更低一些,差距在1萬元甚至以上。

這些只是兩種新電池的成本差,退役後電池回收價格又是怎樣呢?

2

兩種電池的回收價值

退役電池的價值,取決於電池的剩餘壽命。如果退役後的電池剩餘容量仍然較高,那麼可以進行梯次利用;如果電池容量極低,已經沒有再利用的價值,則會被拆解。

目前看,中國車用磷酸鐵鋰電池包,實驗室測試循環壽命在3000次左右沒問題,三元電池循環壽命大致在1500次。

某電池回收企業負責人周先生告訴《電動汽車觀察家》,一般退役後,磷酸鐵鋰次利用價格高於三元電池;三元電池的回收拆解價格高於磷酸鐵鋰電池。

磷酸鐵鋰電池的退役價格,我們可以通過鐵塔的招標了解一二。

北極星儲能網顯示,截至今年5月,中國鐵塔招標要求磷酸鐵鋰電池單價限定最高為0.667元/Wh,而企業參與投標一般會給出折扣,以河北地區的備電磷酸鐵鋰電池採購項目為例,招標最高限價單價0.9元/Wh,而最終雙登給出了64.19%的報價折扣,力神電池也給出了75.26%的報價折扣,投標折扣後的最低單價約0.602元/Wh。

中國鐵塔部分招標情況

資料來源:北極星儲能網

不過,這一價格還在降低。周先生表示,上述鐵塔採購價格已經是比較早的了。前兩個月磷酸鐵鋰新電池成交價格已經達到0.53-0.57元/Wh,梯次電池在0.4元/Wh左右。

據周先生透露,目前三元電池梯次回收價格在0.2—0.3元/Wh。如果報廢的話,三元電池的殘值大約在0.1元/Wh;磷酸鐵鋰電池則幾乎不值錢。

資料來源:根據採訪整理

可以看到,磷酸鐵鋰電池的梯次和回收價格都要略低於三元電池。

6月初,寧德時代宣布研發出16年超長壽命或200萬公裡行駛裡程,成本相比當前電池增加不超過10%,這一技術適用於磷酸鐵鋰和三元;特斯拉也申請了百萬英裡電池的技術專利,應用在三元電池領域。也就是說三元和磷酸鐵鋰電池循環壽命將有望進一步提升,電池梯次利用的經濟性也會大幅提升。

值得注意的是,中國不少車企認為,目前中國三元電池技術與日韓企業相比仍然存在較明顯差距,體現在一致性、壽命等各個方面。而中國磷酸鐵鋰電池技術相對更成熟,各企業產品的壽命差異較小,穩定性更高。

也正是由於這一優勢,磷酸鐵鋰電池由於循環性和安全性優勢,在儲能、備電及低速動力等領域應用更為廣泛。

梯級利用和回收的價值,三元電池更強一些。在這一環節,誰能受益於此?動力電池企業、車企對動力電池回收利用負有責任,但是,他們需不需要從最後一個車輛買家手裡付費取得動力電池的處置權?這一點還不明晰。誰能獲益於此,也就尚不明確。

3

搭載磷酸鐵鋰乘用車在增多

進入2019年後,搭載磷酸鐵鋰的乘用車在增多。2019年第8批《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》(簡稱《目錄》)中, 奇瑞新能源新款小螞蟻開始出現磷酸鐵鋰版;第10批《目錄》,東風小康EC36和長城歐拉R1,也開始出現磷酸鐵鋰版本,磷酸鐵鋰版本的乘用車型在不斷增多。

《電動汽車觀察家》整理整車出廠合格證數據發現,2019年共有25款乘用車搭載磷酸鐵鋰電池;截至今年上半年,增加至27款。

目前搭載磷酸鐵鋰和三元兩種電池的新能源乘用車有8款,分別為北汽EU300、哪吒N01、奇瑞eQ1、帥客EV、江淮iEVS4、國機智駿GC1和雷丁i3。

搭載磷酸鐵鋰電池的車型多在200-300公裡區間。

2020年1-6月搭載磷酸鐵鋰電池的車型及續駛裡程情況

資料來源:整車出廠合格證

從全生命周期的對比看,三元電池換裝磷酸鐵鋰,車企降本立竿見影,消費者獲益還不明顯。至於使用成本、梯級利用和回收價值,磷酸鐵鋰優劣勢或者不明顯,或者還不清楚使誰受益。

因此,至少車企會積極推動採用磷酸鐵鋰。

奇瑞新能源公司研究院院長倪紹勇告訴《電動汽車觀察家》,不僅一部分小螞蟻要用磷酸鐵鋰電池,未來400公裡級別的乘用車,都會有一部分採用磷酸鐵鋰路線。

欣旺達副總裁梁銳非常看好磷酸鐵鋰電池的發展前景,他認為,3年內,磷酸鐵鋰電池市場佔比還會大幅度提升,甚至有望替代三元電池,成為市場主流的動力電池。

隨著刀片電池的出現,磷酸鐵鋰電池體積比能量密度提升50%,使其在乘用車上的應用範圍已經拓展至600公裡。當然,大部分磷酸鐵鋰電池還做不到這一點。磷酸鐵鋰的乘用車應用,可能還暫時局限在中短裡程車型。

某種電池能否大規模應用,取決於成本、能量密度、安全、壽命等多重因素的平衡。能量密度的提升、低溫性能解決方案的發展,讓磷酸鐵鋰電池的短板得到提升,其經濟型的優勢再次被放大。如今的磷酸鐵鋰電池,又有了一次機會。

不過,這次機會窗口有多久?就看三元電池提性能、降成本的速度了。

注1:

不同車型電池成本(不含稅)情況

資料來源:整車出廠合格證整理、汽車之家;註:標黃部分皆為估算,且不含稅;紅字部分換算成與三元續駛裡程相同的磷酸鐵鋰電池電量;假設續駛裡程提升,採用磷酸鐵鋰的車型百公裡耗電不改變;具體電量通過百公裡耗電量反推。

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