中国におけるテスラのスマートバッテリー戦略

もう一度、テスラは電気自動車の大規模化を達成するための最も賢い戦略を示しています。中国では、テスラはモデル3に2つの非常に異なるバッテリーケミストリーを使用します。1つは最低のコスト/より高い可用性を提供し、もう1つは最高の範囲を提供します。

この記事では、テスラの新しいバッテリー戦略がおそらく他の自動車メーカーに採用される理由を説明します。

警告

これは私が書きたい種類の記事です、それは長くなるでしょう…

テスラの選択を理解するために、今日最も人気のある電池の化学的性質を区別することから始めましょう。

アノード

LTOアノードは通常NCMカソードと組み合わされます。これらは、バッテリーを大きく、重く、高価にするのに役立つため、ESS（エネルギー貯蔵システム）に適しています。ただし、非常に安全で耐久性があります。

チタン酸リチウム （ LTO ）

• エネルギー密度：（★）1/5
• 電力密度：（★★★★★）5/5
• サイクル寿命：（★★★★★）5/5
• 安全性：（★★★★★）5/5
• コスト：（★）1/5

カソード

電気自動車の場合、カソードの改善に重点が置かれています。それらは通常グラファイトアノードと対になっていますが、最近ではグラファイトとシリコンの混合物がより高いエネルギー密度を達成するために使用されています。ただし、シリコンを使用すると、アノードが膨張するため、サイクル寿命が短くなります。

リン酸フェロリチウム （ LFP ）

• エネルギー密度：（★★）2/5
• 電力密度：（★★★★）4/5
• サイクル寿命：（★★★★）4/5
• 安全性：（★★★★★）5/5
• コスト：（★★★★★）5/5

リチウムフェロマンガンリン酸塩 （ LFMP ）

• エネルギー密度：（★★★）3/5
• 電力密度：（★★★★）4/5
• サイクル寿命：（★★★）3/5
• 安全性：（★★★★★）5/5
• コスト：（★★★★）4/5

リチウムニッケルコバルトマンガン（NCM 333または111）

• エネルギー密度：（★★★）3/5
• 電力密度：（★★★）3/5
• サイクル寿命：（★★★★）4/5
• 安全性：（★★★★）4/5
• コスト：（★★）2/5

リチウムニッケルコバルトマンガン（NCM 523）

• エネルギー密度：（★★★★）4/5
• 電力密度：（★★★）3/5
• サイクル寿命：（★★★）3/5
• 安全性：（★★★）3/5
• コスト：（★★★）3/5

リチウムニッケルコバルトマンガン（NCM 622）

• エネルギー密度：（★★★★）4/5
• 電力密度：（★★★）3/5
• サイクル寿命：（★★★）3/5
• 安全性：（★★★）3/5
• コスト：（★★★）3/5

リチウムニッケルコバルトマンガン（NCM 712）

• エネルギー密度：（★★★★★）5/5
• 電力密度：（★★）2/5
• サイクル寿命：（★★）2/5
• 安全性：（★★）2/5
• コスト：（★★★★）4/5

リチウムニッケルコバルトマンガン（NCM 811）

• エネルギー密度：（★★★★★）5/5
• 電力密度：（★★）2/5
• サイクル寿命：（★★）2/5
• 安全性：（★★）2/5
• コスト：（★★★★）4/5

リチウムニッケルコバルトアルミニウム （ NCA ）

• エネルギー密度：（★★★★★）5/5
• 電力密度：（★★★）3/5
• サイクル寿命：（★★★）3/5
• 安全性：（★★）2/5
• コスト：（★★★★）4/5

最も人気のある電池の化学的性質の主な長所と短所がわかったので、テスラがさまざまな目的でどれを選択したかを簡単に推測できます…

テスラモデル3標準範囲

中国の標準範囲モデル3の場合、テスラはLFP またはLFMP を使用します CATLのバッテリーセル。これらのバッテリーセルはコバルトを必要としないため、つまり低コストで可用性が高いだけでなく、非常に安全であるため、非常に複雑なTMS（熱管理システム）も必要ありません。

それでは、何を期待するか見てみましょう…

LFPバッテリーセルを使用すると、テスラはモデル3に50 kWhのバッテリーを4.000ユーロで搭載でき、EoL（End of Life）に到達する前に4.000の完全な充電/放電サイクルを処理します。バッテリーが初期容量の80％しか保持しない場合、EoLに達します。これは、新しいテスラモデル3標準範囲の平均範囲が300 kmの場合、4.000サイクルと1.080.000 km [（300 + 240）/ 2 x 4.000]の後、範囲は240kmのままであることを意味します。

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仮説 テスラモデル3LFPバッテリー

• 費用：4.000ユーロ
• 容量：50 kWh
• 範囲：新品の場合は300 km、1.080.000kmの場合は240km

テスラモデル3ロングレンジ

中国の長距離モデル3の場合、テスラはおそらくLG化学の高ニッケル含有化学物質（NCM 712、NCM 811、またはNCA）を使用します。これらのバッテリーセルは最高のエネルギー密度を提供し、より高い範囲を可能にします。ただし、それでもコバルトが必要なため、高価で可用性が低くなります。

それでは、何を期待するか見てみましょう…

NCM811バッテリーセル

• 重量エネルギー密度：300 Wh / kg（LFPより50％多い）
• 体積エネルギー密度：700 Wh / L（LFPより68％多い）
• サイクル寿命：1.000サイクル
• パックレベルでのコスト：kWhあたり100ユーロ

例：

• Zenlabs
• AESCを想像する
• CATL

NCM 811バッテリーセルを使用すると、テスラはモデル3に75 kWhのバッテリーを7.500ユーロで搭載でき、EoL（End of Life）に到達する前に1.000の完全な充電/放電サイクルを処理します。バッテリーが初期容量の80％しか保持しない場合、EoLに達します。これは、新しいテスラモデル3ロングレンジの平均距離が450 kmの場合、1.000サイクルと405.000 km [（450 + 360）/ 2 x1.000]の後でも距離は360kmになることを意味します。

仮説 テスラモデル3NCM811バッテリー

• 費用：7.500ユーロ
• 容量：75 kWh
• 範囲：新品の場合は450 km、405.000kmの場合は360km

ご覧のとおり、2つの異なるバッテリーの化学的性質を使用することで、テスラは顧客に最良の範囲と最良のコストのどちらかを選択できるようになります。さらに、さまざまなサプライヤーや原材料を使用することで、テスラはバッテリーの生産能力の問題を抱えにくくなります。この戦略は、すべての自動車メーカーが採用する必要があります。限られたサプライヤーや原材料に縛られることはあまり賢明ではありません。

日産

現在、日産リーフは2つの異なるバッテリーパックで注文できますが、どちらもまったく同じEnvisionAESCセルを使用しています。 40 kWhのバッテリーパックは192（96s2p）NCM 523バッテリーセルで作られていますが、62 kWhパックは288セル（96s3p）で作られています。今年後半には、日産はNCM811バッテリーセルにアップグレードする予定です。

フォルクスワーゲン

フォルクスワーゲンID.3は、3つの異なるバッテリー容量で提供され、ミッドレンジバージョンはNCM 622バッテリーセルを使用し、ロングレンジバージョンはNCM811タイプを使用します。標準レンジバージョンがLFPセルを使用する可能性はありますが、これまでのところ未確認の可能性にすぎません…豊富な原材料で作られたコバルトフリーセルで構築されたバッテリーパックオプションを少なくとも1つ持つことは素晴らしいことです。安価で可用性が高く、生産量を増やすことができます。

ID.3のエントリーレベルバージョンは来年到着する予定で、30.000ユーロ未満の費用がかかります。 48 kWh（45 kWh使用可能）のバッテリーを使用すると、330kmのWLTP範囲が得られます。フォルクスワーゲンがCATLのLFPバッテリーを搭載している場合、それは非常に収益性が高く、生産能力は非常に高いと予想されます（テスラモデル3を超える可能性があります）。

フォルクスワーゲンによるバッテリーコストのロードマップ

それにもかかわらず、すでに今年は、バッテリーセルにコバルトがいくらか必要であるにもかかわらず、フォルクスワーゲンは100ユーロ（パックレベルで）未満のkWhコストを達成すると予想しています。これは非常に優れており、おそらくテスラに次ぐものです。

要約すると、究極のバッテリー（豊富な原材料で作られた高エネルギー密度）が得られるまで、すべての電気自動車には2つの異なるバッテリーパックが提供されます。 1つは豊富で安価な原材料で作られており、最高のコストと可用性を提供します。もう1つは、より高いコストと限られた生産で最高の範囲を提供する、よりエネルギー密度の高いバッテリーパックです。

たとえば、この戦略で私のお気に入りの電気スーパーミニであるルノーZOEは、40 kWhLFPバッテリーと60kWh NCM811バッテリーで利用できます。 40 kWhのLFPバッテリーを使用すると、ZOEはルノーの生産コストがガスカウンターパート（クリオ）よりも低くなるだけでなく、原材料が豊富であるため、同じ生産レベルに達する可能性があります。

架空のルノーZOELFPバッテリー

• コスト：3.200ユーロ（20％の利益率で3.840ユーロ）
• 容量：40 kWh
• WLTP範囲：新品の場合は300 km、1.080.000kmの場合は240km

その優れたサイクル寿命のおかげで、このバッテリーオプションはVehicle-to-Grid（V2G）テクノロジーでの使用に最適です。実際、V2Gの実装を最終的に合理的にするのはバッテリーの化学的性質だけかもしれません。

仮説 ルノーZOENCM811バッテリー

• 費用：6.000ユーロ（利益率40％で8.400ユーロ）
• 容量：60 kWh
• WLTP範囲：新品の場合は450 km、405.000kmの場合は360km

よりエネルギー密度の高いバッテリーはプレミアムオプションと見なされ、より高い利益率で販売されるべきです。

ヨーロッパまたは北米で、コバルトフリーのバッテリーパックオプションを備えた電気自動車を最初に利用できるようになる自動車メーカーを楽しみにしています。私の推測では、すでにCATLと関係があるので、おそらくテスラ、フォルクスワーゲン、またはPSAです。どう思いますか？