Gaz Araçlarından Daha Düşük Etiket Fiyatlı Elektrikli Araçlara Giden Yol - Pil Maliyetleri Açıklandı

Gaz Araçlarından Daha Düşük Etiket Fiyatlı Elektrikli Araçlara Giden Yol - Pil Maliyetleri AçıklandıKarbon yayan gazla çalışan otomobillerin EV'lerle değiştirilmesi, EV'lerin fiyat primini ortadan kaldırmayı gerektirir ve bu bir şeydir: pil maliyeti. Getty Images aracılığıyla Westend61

Elektrikli araç satışları fiyatların düşmesiyle birlikte son yıllarda katlanarak büyümüştür. Ancak, EV'lerin benimsenmesi, yüksek etiket fiyatı benzer gaz araçlarına göre EV'ler için toplam sahip olma maliyeti daha düşüktür.

EV'ler ve içten yanmalı motorlu taşıtların önümüzdeki on yıl içinde etiket fiyat paritesine ulaşması muhtemeldir. Zamanlama önemli bir faktöre bağlıdır: pil maliyeti. Bir EV'nin pil takımı yaklaşık toplam araç maliyetinin dörtte birisatış fiyatı için en önemli faktör haline geldi.

Pil paketi fiyatları hızla düşüyor. Tipik bir EV pil paketi 10-100 kilowatt saat (kWh) elektrik depolar. Örneğin, Mitsubishi i-MIEV'nin 16 kWh pil kapasitesi ve 62 mil menzili vardır ve Tesla model S 100 kWh pil kapasitesine ve 400 mil menzile sahiptir. 2010 yılında, bir EV pil takımının fiyatı kWh başına 1,000 doların üzerindeydi. Bu düştü 150 yılında kWh başına 2019 $. Otomotiv endüstrisi için zorluk, maliyetin nasıl daha aşağı çekileceğini bulmaktır.

The Enerji Bakanlığı hedefi endüstri için batarya paketlerinin fiyatı 100 $ / kWh'ın altına ve nihayetinde yaklaşık 80 $ / kWh'ye düşürülüyor. Bu akü fiyat noktalarında, bir EV'nin etiket fiyatının benzer bir yanmalı motorlu taşıtın fiyatından daha düşük olması muhtemeldir.

Fiyat geçişinin ne zaman gerçekleşeceğini tahmin etmek için maliyet değişkenlerini açıklayan modeller gerekir: tasarım, malzemeler, işçilik, üretim kapasitesi ve talep. Bu modeller ayrıca araştırmacıların ve üreticilerin pil maliyetlerini azaltmak için çabalarını nereye odakladıklarını göstermektedir. Bizim grubumuz Carnegie Mellon Üniversitesi EV pil üretiminin tüm yönlerini açıklayan bir pil maliyetleri modeli geliştirmiştir.

Yukardan aşağa

Pil maliyetlerini analiz etmek için kullanılan modeller "yukarıdan aşağıya" veya "aşağıdan yukarıya" olarak sınıflandırılır. Yukarıdan aşağıya modeller, öncelikle talep ve zamana bağlı olarak maliyeti öngörür. Aşağıdakileri yapabilen popüler bir yukarıdan aşağıya modeli tahmini pil maliyeti Wright daha fazla birim üretildikçe maliyetlerin düştüğünü öngören yasadır. Ölçek ekonomileri ve bir endüstrinin zaman içinde edindiği deneyim maliyetleri düşürür.

Wright yasası geneldir. İşe yarıyor tüm teknolojilerde, bu da öngörmeyi mümkün kılar güneş paneli maliyetine bağlı olarak pil maliyeti azalır. Ancak Wright'ın yasası - diğer yukarıdan aşağıya modeller gibi - maliyet düşüşlerinin kaynaklarının analizine izin vermez. Bunun için aşağıdan yukarıya bir model gereklidir.


InnerSelf'ten En Son Haberleri Alın


Elektrikli bir otomobilin bu şemasındaki şasiyi dolduran büyük gri blok olan pil takımı, herhangi bir bileşenin çoğuna bir EV fiyatına katkıda bulunuyorElektrikli bir otomobilin bu şemasındaki şasiyi dolduran büyük gri blok olan pil takımı, herhangi bir bileşenin çoğuna bir EV fiyatına katkıda bulunuyor. Getty Images üzerinden Sven Loeffler / iStock

Aşağıdan yukarıya maliyet modeli oluşturmak için, pil üretmeye neyin yol açtığını anlamak önemlidir. Lityum-iyon piller, pozitif bir elektrot, katot, negatif bir elektrot, anot ve bir elektrolitten ve ayrıca terminaller ve muhafaza gibi yardımcı bileşenlerden oluşur.

Her bileşenin malzemeleri, üretimi, montajı, fabrika bakımı ile ilgili masrafları ve genel masrafları ile ilişkili bir maliyeti vardır. EV'ler için pillerin, daha sonra paketler halinde birleştirilen küçük hücre gruplarına veya modüllere entegre edilmesi gerekir.

bizim açık kaynak, aşağıdan yukarıya pil maliyeti modeli pil üretim sürecinin kendisiyle aynı yapıyı izler. Model, pil tasarım özellikleri, emtia ve işgücü fiyatları, üretim tesisleri ve ekipmanı gibi sermaye yatırım gereksinimleri, genel gider oranları ve ölçek ekonomilerini hesaba katan üretim hacmi dahil olmak üzere pil üretim sürecine ilişkin girdileri modelin girdileri olarak kullanır. Bu girdileri üretim maliyetlerini, malzeme maliyetlerini ve genel maliyetleri hesaplamak için kullanır ve bu maliyetlerin nihai maliyete ulaşması için toplanır.

Maliyet düşürücü fırsatlar

Aşağıdan yukarıya maliyet modelimizi kullanarak, pilin her bir parçasının toplam pil maliyetine katkılarını parçalayabilir ve bu bilgileri, pil yeniliklerinin EV maliyeti üzerindeki etkisini analiz etmek için kullanabiliriz. Malzemeler toplam pil maliyetinin en büyük kısmını oluşturur, yaklaşık% 50. Katot, malzeme maliyetinin yaklaşık% 43'ünü, diğer hücre malzemeleri ise yaklaşık% 36'sını oluşturur.

Katot malzemelerindeki gelişmeler en önemli yeniliklerdir, çünkü katot pil maliyetinin en büyük bileşenidir. Bu güçlü emtia fiyatlarına faiz.

Elektrikli araçlar için en yaygın katot malzemeleri nikel kobalt alüminyum oksittir Tesla araçlarında kullanılırkullanılan nikel manganez kobalt oksit diğer birçok elektrikli araçve lityum demir fosfat çoğu elektrikli otobüslerde kullanılır.

Nikel kobalt alüminyum oksit, bu üç malzemeden en düşük enerji içeriği maliyetine ve birim kütle başına en yüksek enerjiye veya özgül enerjiye sahiptir. Bir pil paketi oluşturmak için daha az hücre gerektiğinden, birim enerji başına düşük maliyet, yüksek özgül enerjiden kaynaklanır. Bu, diğer hücre malzemeleri için daha düşük bir maliyetle sonuçlanır. Kobalt katot içindeki en pahalı malzemedir, bu nedenle bu malzemelerin daha az kobaltlı formülasyonları tipik olarak daha ucuz pillere yol açar.

Sekmeler ve kaplar gibi aktif olmayan hücre malzemeleri, toplam hücre malzemeleri maliyetinin yaklaşık% 36'sını oluşturur. Bu diğer hücre materyalleri aküye enerji içeriği eklemez. Bu nedenle, etkin olmayan malzemelerin azaltılması, enerji içeriğini azaltmadan pil hücrelerinin ağırlığını ve boyutunu azaltır. Bu, hücre tasarımını, tabless piller Tesla tarafından alay edilenler gibi.

Pil paketi maliyeti de, üreticilerin yıllık ürettiği hücre sayısındaki artışla birlikte önemli ölçüde azalır. Daha fazla EV pil fabrikası olarak çevrimiçi ol, ölçek ekonomileri ve pil üretimi ve tasarımında daha fazla gelişme olması maliyetlerin daha da düşmesine yol açmalıdır.

Fiyat paritesine giden yol

ICE araçlarıyla fiyat paritesi için bir zaman çizelgesi tahmin etmek, akü maliyetlerinin gelecekteki bir yörüngesini tahmin etmeyi gerektirir. Hammadde maliyetlerindeki düşüşün, performanstaki gelişmelerin ve birlikte üreterek öğrenmenin 80 yılına kadar paket maliyetleri 2025 $ / kWh'ın altında olan pillere yol açacağını tahmin ediyoruz.

Pillerin temsil ettiği varsayılarak EV maliyetinin dörtte biri100 kWh pil paketi, kilovat saat başına 75 $ 'dan 30,000 $' a mal oluyor. Bu, gazla çalışan otomobillerin karşılaştırılabilir modelleri için etiket fiyatlarından daha düşük EV etiket fiyatları ile sonuçlanmalıdır.

Yazarlar Hakkında

Makine Mühendisliği Doçenti Venkat Viswanathan, Carnegie Mellon University; Alexander Bills, Ph.D. Makine Mühendisliğinde Aday, Carnegie Mellon Universityve Shashank Sripad, Ph.D. Makine Mühendisliğinde Aday, Carnegie Mellon University

Abhinav Misalkar bu makaleye Carnegie Mellon Üniversitesi'nde yüksek lisans öğrencisi olarak katkıda bulundu.Konuşma

Bu makale şu adresten yeniden yayınlandı: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak Orijinal makale.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

InnerSelf'i takip et

facebook-icontwitter-ikonrss-ikon

E-posta ile son alın

{Emailcloak = off}

EDİTÖRLERDEN

GOP için Hesaplaşma Günü Geldi
by Robert Jennings, InnerSelf.com
Cumhuriyetçi parti artık Amerika yanlısı bir siyasi parti değil. Belirtilen hedefi bozmak, istikrarsızlaştırmak ve ...
Donald Trump Neden Tarihin En Büyük Kaybını Olabilir?
by Robert Jennings, InnerSelf.com
Updated 2 Temmuz 20020 - Bu bütün koronavirüs pandemisi bir servet, belki 2 veya 3 veya 4 servet, tüm bilinmeyen boyutu mal oluyor. Oh evet, ve yüz binlerce, belki bir milyon insan ölecek…
Blue-Eyes vs Brown Eyes: Irkçılık Nasıl Öğretilir
by Marie T. Russell, İçsel
Bu 1992 Oprah Show bölümünde, ödüllü ırkçılık karşıtı aktivist ve eğitimci Jane Elliott, önyargı öğrenmenin ne kadar kolay olduğunu göstererek izleyicilere ırkçılık hakkında zor bir ders verdi.
Bir Değişiklik Gelecek ...
by Marie T. Russell, İçsel
(30 Mayıs 2020) Philadephia ve ülkenin diğer şehirlerindeki olaylarla ilgili haberleri izlerken, kalbim geçenlere ağrıyor. Bunun büyük değişimin bir parçası olduğunu biliyorum…
Bir Şarkı Kalbi ve Ruhu Yükseltebilir
by Marie T. Russell, İçsel
İçinde süzüldüğünü fark ettiğimde karanlığı aklımdan temizlemek için kullandığım birkaç yol var. Biri bahçecilik ya da doğada zaman geçirmek. Diğeri sessizlik. Başka bir yol okumaktır. Ve bir tane…