纯电动汽车(BEVs)有一个由大容量电池供电的电动机。根据不同的车辆类型,电池的容量较高可能达到110kWh,同时假设2030年,BEVs的市场份额将占14%左右。
通过改进工厂结构、工厂数字化和工厂流程来向未来工厂过渡,电池制造商可以减少每千万时电池组的成本约20%。除材料外的电池生产过程成本有望降低20~35%。采用数字技术可以降低成本,进而推动经济研发新电池材料以及相关的机械设计。
电池生产成本通常采用生产成本与能量(kWh)的比值来表示。目前降低电池生产成本的两种主要方式:提高制造精度和先进的化学物质来增加同等体积和质量下的能量值(即为能量密度)同时应用未来工厂的元素(这可以改进工厂结构和流程以及增加工厂数字化)来降低制造成本。这些方法同样也可以用于电池模块和封装过程中,从而能够在整个电池生产上降低成本(见示图3)。
城市车。这种小型车通常适合在城市内短途行驶。其电池可通过车库或街道插座的标准电压隔夜充满。我们预测这一类型的汽车将在2030年占BEV市场份额的20%左右。
为了充分利用电池厂的产能,电池生产商需要大幅降低电池价格。事实上,我们预计未来10年内价格将会减少50%以上。太阳能电池板行业就是一个典型的例子:2006年—2015年太阳能电池行业产能过剩35%导致其价格下跌了50%以上。
电池制造商必须对现有的工厂设备进行数字化升级或者新建具有未来工厂概念的工厂。未来的电池工厂可以通过降低美国和西欧汽车制造商的抵岸成本,从而在2030年之前达到与燃料汽车进行价格竞争的水平。
电池生产商和汽车制造商必须采取相应的措施才能有效地降低这些生产成本。生产商可以对现有工厂的结构和流程进行数字化改造并设计成为未来工厂。对美国和西欧的电动汽车制造商而言,电池未来工厂的实现将促使电动汽车在2030年之前具备与传统燃料汽车竞争的价格水平。
混合动力汽车(HEV)有一个内燃机和一个电池容量约10kWh的中型电动机,同时假设2030年的市场份额约13%。