Model Y特斯拉的收割之作

2021-03-12 03:39andy
微型计算机·Geek 2021年2期
关键词:电芯特斯拉电池

andy

自打特斯拉国产之后,特斯拉就从颇有格调的高端品牌转型成为价格屠夫。时不时地降价对等等党来说当然是狂喜,毕竟没有买卖肯定没有伤害,可是对于先买先享受的车主来说就比较难受了。只是刀挨多了不疼,价降多了无感,经过特斯拉不断地“PUA”,现在车主、准车主们已经对特斯拉的降价行为麻木了。因此,国产后的Model Y再次跳水,从40多万的预售价直接拉到33.99万元,一下子搅乱了2021年的中国新能源市场。真香定律再次应验,现在订车的话新车交付要等到第二季度以后,很少有一辆新能源车能如此火爆。当然,很多人认为Model Y之所以火爆,关键是它的价格,价格真的是Model Y的核心竞争力吗?纵观整个新能源车市,比Model Y贵的有,比Model Y便宜的也有,續航之类的大家也都半斤八两,为什么Model Y就能如此火爆?特斯拉到底做了些什么事情,可以这样前无古人的操作。说到这里,你以为咱会继续吹Model Y有多厉害?不好意思,没有。咱们今天来聊聊特斯拉本身,它到底是如何做到引领新能源汽车潮流的,真的只是靠价格吗?或许在我们看不到的地方,才是特斯拉最值得我们学习之处。

传统车企和车主的关系

对于多数人来说,以前买车选择的第一梯队肯定是“BBA”,毕竟经过数十年的品牌教育,广大群众已经认可了品牌价值,甘心为之付出金钱。拿奔驰入门级C200L来举例,如果你想买这辆车,裸车价差不多要26万,加上20000多的车辆购置税、950的交强险、7000多的商业险、420的车船使用税、1500的上牌费,基本上全款提车30万是跑不掉的。

当然,买车只是开始,只要把车开出4S店,接下来你每年还要支出至少3000块钱保养费、4000块钱的保险费、一年1万公里约5000块钱的油费,还有停车费、修车费等。

花出去这么多钱,大家有没有想过,买车、修车、保养,这些钱都让谁赚了?可能有人会说让车厂赚了,但真实情况是怎么样的呢?咱们还是让车厂自己现身说法吧,从吉利汽车去年9月份申请在科创板上市公布的招股说明书可以查到吉利汽车收入的主要来源,也就是吉利汽车靠什么赚钱。

吉利汽车的利润基本上分为两块:汽车销售和零部件销售。汽车的毛利率在15%左右,也就是20万的车,毛利润有3万块钱。零部件的毛利率在30%左右,也就是1000块钱换的零件毛利润有300块钱左右。

有意思的是大多数的汽车厂商虽然生产车,但不直接卖车,一般负责卖车的都是4S店,也就是这些汽车厂商的经销商。经销商好比中间商,中间商怎么赚钱?你可能看到这三个字就有了答案,但实际上跟我们想的并不一样。

我们还是找一家已经上市的经销商集团,从它们的财务报表可以看到4S店的收入主要来源于整车销售、维修服务、佣金代理和汽车租赁。整车销售就是帮助车厂卖车,赚取差价和返利;维修服务就是更换零件,赚取零件差价和工时费;佣金代理就是在4S店卖保险、卖贷款产品,收取佣金等。

好玩的是虽然这家经销商集团一年的整车销售有1500多亿,但卖车的毛利润也就50多亿,维修服务一年营入155个亿,但实际毛利润也有50多个亿。佣金也就是协助卖保险和汽车贷款只有50亿的营收,毛利却接近42个亿。相信瞎子都看得出来,对于4S店来说,赚钱的手段不是卖车,而是通过卖车,卖维修、金融等服务方式赚钱。

现在,我们就能得出传统车企和车主之间的矣系链——汽车厂商生产汽车卖给4S店等经销商,4S店将车卖给车主,之后通过4S为车主提供维修、保修等金融服务。那么这个链条的盈利来源在哪呢?汽车厂商通过出售车辆和零部件赚4S的钱,4S店通过卖车卖服务赚车主的钱,如果4S卖得足够多,还能从车厂邪里拿到巨额的返点。反正作为末端的消费者肯定是最亏的。

这套商业逻辑放在20年前肯定没问题,只是这些智能手机和移动物联网的普及,新的商业逻辑层出不穷。就拿苹果来说,除了硬件和配件赚钱,碎屏险、维修、贴膜也赚钱,应用市场还可以再来宰一刀,就算是帮它做生态的开发者,“苹果税”也逃不了。

过往,几乎没有一家汽车公司经营包括卖车、后市场服务在内的所有业务。自然也没有一家汽车公司能通过互联网和软件赚钱。这事不是不能做,而是没人做,直到特斯拉为代表的一批新能源汽车厂商的出现。以后判断一家车企是否是合格的新能源车企,就看它能不能在更新软件、娱乐应用等互联网和软件服务上赚钱。

新能源汽车的成本

新能源汽车厂商的收入有两部分,卖整车及配件的收入和卖服务的收入。越往后发展,服务的收入也就越多。对于特斯拉来说,如果特斯拉想赚更多的服务收入,就需要卖出去更多的车,想卖出去更多的车就需要特斯拉的车具有足够高的性价比。

对于新能源车来说性价比体现在两个方面:一是车足够便宜,一是续航能力要强。这就决定了特斯拉的发展路径首先得让更多的人买得起且愿意买,之后才能扩展更多的服务内容。

那么问题来了,如何让更多的人买得起呢且愿意买特斯拉的车呢?咱们来估算一下特斯拉的成本。当然,特斯拉的零部件非常多,我们只能学习手机厂商测算友商的成本一样,抓大放小,把特斯拉的零部件分为5类:电池系统、电驱动系统、车身底盘、内外饰和汽车电子。粗略估算特斯拉的成本。不论是汽车还是其他工业,成本都可以简化为三部分构成:物料成本、人工成本和制造费用。从多数车企公布的数据来看,物料成本是汽车制造过程中的主要成本,约占汽车生产制造成本的80%以上,人工成本占比约5%,制造费用约15%。

物料成本中,电池系统占比最高,约为42%,电驱动系统占比12.1%,车身底盘占比13.38%,内外饰占比15.29%,汽车电子占比17.2%。电驱动系统和汽车电子占比较高,这是特斯拉有别于其他的新能源电动车。

这下思路就很清晰了,如果特斯拉要让更多的人买得起车或者说为了卖出去更多的车,就必须得降低成本。

特斯拉的成本优化

毫无疑问,新能源汽车要降低成本肯定拿成本占比最高的电池开刀。汽车公司归根到底属于制造业,降低成本的方式无非三个途径——物料、人工和制造费用。

特斯拉主要的物料由电池、电驱、车身底盘、内外饰、汽车电子组成。很明显,车身底盘已经被传统汽车厂商打磨到根致了,能抠的该抠的早就抠了,降价空间不大。因此要实现特斯拉物料成本的降低主要的方式就是降低特斯拉电池系统的成本。

特斯拉最早采用的是钴酸锂电池,锂是一种容易失去电子的化学物质,钴是一种容易得到电子的化学物质并且化学结构稳定,这样独特的化学结构使得锂电子的迁移效率较高,也就使得单位质量的钴酸锂电池所蕴含的能量密度较高。所以,钴酸锂早期多用于笔记本、手机等电子设备产品,生产技术较为成熟。

只是钴的化学稳定性较差,充放电次数一多,钴酸锂就容易释放氧气,也就是说钴酸锂作为数码设备的电池可以,毕竟多数电子设备的寿命不过3、5年。可是作为汽车电池,显然不符合汽车的生命周期要求。此外,还要考虑温度过高导致氧气释放发生燃烧的情况。另外,钴的价格很高,一吨钴的价格可以达到近30万元。

这些因素都会影响汽车安全性和电池价格,所以不管是出于安全性的考虑,还是出于降低电池价格的考虑。特斯拉开始用别的金属来替代钴作为电池材料的正根。

活泼金属镍成了替代钴的首选,只是镍的化学结构不稳定,导致镍容易随着充放电时锂的迁移而发生偏离,进而引发安全性的问题。为了提高镍钴电池的稳定性,铝和锰作为第三种元素被引入电池正根材料中。于是便有了特斯拉以及现在新能源厂商常用的三元锂电池。

从降低成本的角度来说,钴的含量越低,三元锂电的成本也就相对更低,所以,锂电池的发展路径变成了高镍锂电池或者叫无钴锂电池。

高镍锂电池的代表是NCA811,意思是镍(N)、钴(C)、铝(A)占比为80101。实际上,特斯拉三元锂电中钴的占比已经不超过10%。无钴材料自然也是最近研究的方向,只是目前看来业界对于无钴的看法等于磷酸铁锂。至于磷酸铁锂电池是什么,咱们上期杂志已经详细讲过了。

目前特斯拉最便宜的Model 3车型便是采用的是宁德时代生产的磷酸铁锂电池。虽然技术的提升确实能够降低电池的价格,自然也就能够降低特斯拉电车的生产价格。但技术的提升是缓慢的,需要时间积累的。

技术这条路要慢慢走,特斯拉还有一条路就是改进工艺,并且这条路对于电池成本的降低有十分显著的帮助。

特斯拉的电池包拆开可以看到组成电池包的电池组,把电池组拆开可以看到组成电池组的电芯。也就是说,特斯拉的电池系统是电芯组成了模组,模组构成了电池包。

电芯和包裹电芯的构件是一辆特斯拉汽车电池包的主要成本构成。是的,你没有看错,这个电芯的构件在整个电池组的成本中,占比超过20%,而且这还没计算它带来的人工成本和制造费用。

因此,针对这个部分的改进也成为降低成本的有效途径。具体做法简单粗暴,减少或取消电池包内的构件,放入体积更大的电芯。通俗点说,减少包内构件就是减少电池包的模组数量或者取消模组这一结构。

宁德时代的CTP技术,Cell to Pack,从芯到包,放弃模组,就是把之前的小模组变成大模组,减少模组的数量,也就提高了包的利用效率。又比如最近很火的比亚迪的刀片电池,本质上就是把电池拉长,固定在包的边框上面,这样就不用模组固定。当然,所谓电池拉长,也要在中间连接处有散热装置,不然热量会聚集。

只是无论是宁德时代的CTP还是比亚迪的刀片电池都还是有“包”,有“包”就有成本。特斯拉一方面制造汽车,一方面自然也在想办法降低“包”的成本,比如特斯拉和宁德时代正在研究的底盘和电池集成技术,把底盘当作电池包的一部分,这样又可以节省一部分成本。

除了优化结构,还有种方式就是把电芯做大。特斯拉之前的电芯是我们熟悉的18650规格,意思是直径18mm,高度65mm,后来变成了21700。现在特斯拉将要量产的电芯為46800,它的尺寸比以前更大,自然储备的能量也就更大,相应的成本也就更低。

或许你可能会问,为什么不把电芯做得跟电池包一样大呢?那是因为电芯越大,电流传导效率越差,性能也就越差。46800尺寸的电芯是特斯拉工程师测算和试验过程中在尺寸和性能之间的权衡选择。

如果说前面这些算是改造工艺优化电池包结构,那么电芯制造工艺的改进则是直接击中要害。传统的电池生产过程要经历十几道工序,工序一多成本就高,高成本最终还是消费者买单。所以如何优化电池的生产工艺就成了特斯拉要解决的问题。

新能源汽车电池的构造原理和干电池差不多,正极、负极和中间的隔膜。电池正极材料涂抹到铜箔上,负极材料涂抹在铝箔上,为了防止正负极材料脱落,一般采用的方法是湿法制造,也就是把材料和各种添加剂搅拌在一起,之后再烘干。为了保证效果,烘干的过程要在无尘车间进行,整个烘干工序的成本较高。

特斯拉的技术路径是采用干法涂抹技术,也就是无需搅拌、无需烘干,看起来很简单,但实际操作技术十分复杂。另外,一块电池正负极材料隔离,导致没法直接导电,所以需要极耳进行导电。于是,在电池的制造过程中,有焊接极耳和盖帽的环节。极耳这个东西一方面会因为电芯尺寸变大,变得极易发热,另一方面,极耳本身就是成本,所以特斯拉也采用了去极耳的方式来改善这些问题。这也使得特斯拉在电池生产工艺环节的成本得以降低。

说起来好像就是一句话的事情,改进工艺优化结构。特斯拉可是砸了2.6亿美金收购超级电容生产公司Maxwell,不要以为特斯拉是馋Maxwell的超级电容技术,特斯拉真正想要的是Maxwell的两个核心技术……干布涂抹和无根耳结构。

是的,一向抠门的特斯拉居然为了这两个工艺砸了2.6亿美元,那只能说明一件事特——这两个工艺改进能节约出来的成本肯定远远超过2.6亿美元!

似乎这些的操作只是降低了电芯或者电池包的物料成本,可实际上,这些工艺的改进,—方面降低了零部件等物料的使用,另一方面工艺的简化也减少了对制造设备的使用,进而降低了制造设备的折旧以及相关能源费用。这些降低的费用也会分摊到每一辆出厂的汽车上。

除了物料成本和制造费用的降低,特斯拉的降本路线自然少不了资本家拿手的降人工环节。

上海特斯拉超级工厂号称全球最智能的全自动化生产车间,从原材料到加工到成品的组装,几乎所有生产环节都实现了自动化,自动化率超过了95%。生产线上人工占比之低,绝对是业界顶尖。在特斯拉看来,头层小牛皮纯手工缝制什么的那就是邪教做法。

当然,特斯拉的降成本方式,远不止这些。比如采用通用零部件提高供应链效率,使用公共设计平台开发小零件。刚开卖的Model Y在这样的指导思想之下,就做到了和Model 3有75%的共用零部件。

此外,特斯拉还在研究将特斯拉的底盘、车身、前后唇都集成在一起,这样自动化程度更高,供应链效率更高。特斯拉还主打简洁的风格,基本没有什么内饰,内饰差点近而降低成本。最邪乎的是,特斯拉把这个纯成本导向的选择包装成了新能源车的不同于传统汽车的特别之处。

电池成本降低了就可以么?我们说特斯拉要让人买得起,成本降低了可以实现。但是成本降低了,就有人买吗?还有一个十分重要的问题没有解决—续航。

观望电车的小伙伴除了没钱,更多的原因是考虑电车的续航问题。成本的降低并不代表续航的提升。传统燃油车的油箱差不多有55L,加满油后可以跑近600公里。虽然现在Model3和比亚迪汉都说自己的续航里程可以达到600km的水平。但那都是理想状态下,一般而言,比亚迪汉的续航里程最极限也不过500公里的表现。Model 3采用磷酸铁锂电池的低配版车型还不如比亚迪汉。

电车能跑多远取决于电池里面蕴含多少电,电池里面蕴含多少电的核心是电芯,电芯的含电能力可以用能量密度来表示—瓦时/千克,也就是一千克的电芯能发多少度电。但这个能量密度是电芯的能量密度,而电芯外面有电池包,电池包里面的模组越多、电芯的空间利用率越低,相应的电池包的能量密度也就越低。

比亚迪汉是无模组的刀片电池,而且磷酸铁锂较为安全,所以电池包的成组效率较高,可能接近80%。Model 3的三元锂电池因为较不稳定,相对应的热管会更复杂,电池包的成组效率也就相对更低,不到70%。

也就是说标的600km的里程,实际里程也就400km出头。如果新能源汽车想扩大受众群体,就必须解决里程焦虑,就要提高电芯的能量密度和电池包的成组效率。

以前,电芯的能量密度在300瓦时/千克,电池包的能量密度不到200瓦时/千克。现在要达到燃油车的续航里程,电池包的能量密度要达到近400瓦时/千克。

无论是磷酸铁锂还是三元锂电池,这种液态电解液电池都有理论的能量密度极限,电芯能量密度要达到400瓦时/千克对现有技术来说已非常困难,更何况电池包整体的能量密度还不如电芯呢。

当然,也不是沒有解决办法,比如固态电池,但什么时候会成熟,谁也说不清楚,应该有成功的那一天。这里插一句,如果固态电池是未来,那么现在大多数电池厂所处的竞争阶段是怎么样呢?或许是同一起跑线。

回到最初的问题,特斯拉想让更多的人买得起,必然要降低成本,降低到和传统燃油车相同甚至更低的成本,成本降低的路径已经非常清晰。另外一点是提高电动车的续航能力,但目前电动车的续航能力要求的技术提升可能仍需时间。

新势力车企与车主的关系

简单来说,更多的人开上特斯拉只是时间问题。如果未来更多的人开上了特斯拉就不得不想,特斯拉的未来还是汽车么?特斯拉2019年汽车销售收入199.5亿刀,实际2020年前三季度这一数据为171.5亿美元。而特斯拉卖车的毛利率2019年是20.11%,2020年前三季度为25.52%。

同一时间,丰田的毛利率18.31%,其中还包括了零部件收入。吉利的毛利率14%、长城的毛利率14.8%。不可否认的是最近两年燃油车也在降价搞促销,导致近两年的毛利率水平不高。但同样的,特斯拉的工厂投入产能并未完全释放,同样拉低了毛利率水平。

特斯拉比传统燃油车的毛利率高,一方面是新能源汽车的毛利率水平确实是高,比如比亚迪的毛利率水平也不低。更为重要的一方面是特斯拉的汽车销售收入不只包括汽车的销售,还包括固件升级的收入、FSD(自动驾驶)的收入等等。这些收入拉升了特斯拉的整体收入和毛利率水平。这和互联网公司的逻辑很像。

特斯拉想要通过现在可见的软件和互联网收入盈利,一方面要有足够的流量,所以拼命降低成本,用相对低价卖出更多的车;另一方面就是要扩充服务种类。

传统汽车的服务主要在4S店实现,至于传统燃油车为啥不自己做?要考虑传统车企的诉求,对于传统车企来说,有两个诉求需要解决,一个是汽车的销售,一个是汽车的维修、保养等后市场服务。

传统汽车市场偏向于供给方,由车企决定未来要上市的车型,但车企并不清楚上市的车型是否火爆,导致一个车企必须推出更多的品牌和车型来获得更大的市场。这样给销售市场造成了很大的压力,这些压力包括占地空间和库存,这种库存的压力需要有人来消化,4S店承担这一职责。

汽车的维修、保养是人头工作,这种人头的后市场服务很难形成规模效应。假设维修一辆车需要一个维修工工作1小时,维修工不能分身,那维修两辆车就需要两个维修工各工作1个小时。但维修工的增多就给4S店增加了管理成本,因为10个维修工还需要配备一个高级技师,而这个技师的工资会被平摊到了维修每辆车的成本上面。

单位成本不会随着维修量、保养量的增加而减少,反而随着维修量、保养量的增加而增加。这样就导致了4S店的利润看起来是增加的,利润率反而是下降的。万一汽车市场不好,4S店不但要承担人员成本,还要承担库存压力。

4S店在汽车热销的时候赚得没有车厂多,但在汽车滞销时,成了车厂的第一道防御线。4S店要提高自身的盈利水平,必然就要通过一些不占用人头的服务收入作为支撑。比如多代理保险、多做贷款。而且这些事只有4S店能做,因为4S店是直接面向的消費者,所以在传统车企的产业链当中,也就只有4S店能提供服务。

这个问题的本质是传统车企销售反馈慢,所以需要4S店,4S店直接面向消费者,所以可以直接提供服务。如果不要4S店,车企就能获得销售反馈就可以提供服务呢?

也就是说如果车企知道下一款造什么车会火,自然不存在大量的车型和品牌尝试,车企运营效率提高,也就不需要承担库存的经销商,甚至可以在网上下单就好,线下建个体验店,告诉消费者实车这样的,你可以在网上下单。不论在线上和线下,都可以直接面向消费者,自然也就能够提供服务。

有意思的是,如今的造车新势力们都不约而同地选择了这条道路,他们没有4S点,只有规模小得多的展厅。做得狠一点的,甚至展厅、交付中心和维修中心都是分开的。

问题是,这些新势力车企怎么知道下一款车怎么做?没错,收集数据,你在互联网的数据,你在汽车上的数据,你汽车的数据等,什么车型会火最后竟然成为一个大数据的解读工作。一个远超传统车企所能接触到的海量数据。

绕来绕去,大家就会发现,解决这个问题的核心就是人工智能。人工智能的核心就是数据和算法。数据来源于更多的用户数据,你会发现稍微有点名气的造车新势力都有自己的APP,并且鼓励用户使用它们。特斯拉的车多,数据多。蔚来把车主当大哥,大哥社区氛围浓厚,自然用户反馈的数据也可收集。

至于算法,请说明谁的算法能力强?特斯拉、蔚来还是比亚迪。你会发现如果这么想,传统的销售渠道似乎不复存在,未来会变成线上销售、线下体验,运营效率大幅提升。而线上购物又可以把各种服务内嵌在APP上,在APP上买保险、做贷款、买服务甚至买周边。汽车智能化使得车企和车主之间的距离拉近了许多。

当然,这里还有一个问题,汽车后市场原有的维修和保养这些人力服务谁来承担?未来的4S店,也就是新能源车企的那些第三方外包商。这也可以解释为什么多数新势力的展厅和维修都是分开的。这样扁平的结构使得车企对服务端的控制更加严密,与之相伴的是车主不用再和4S斗智斗勇,毕竟以后的服务方也不过是和车企之间按件计费,并不和车主之间有太多的直接利益关系,用户体验直线上升。

总结一下,新能源汽车未来的发展是什么样子呢?可能有两个阶段,第一个阶段:通过降低成本,新能源汽车的销量指数级增长,可能把燃油车放进博物馆,这一阶段的核心是降本,谁的成本低,谁具有更大的优势。

第二个阶段:新能源车企凭借人工智能能力更快地接近消费者,解决消费者的诉求,进而为消费者提供各种服务。甚至分担部分手机作为智能终端的作用。

这样一看,特斯拉在做啥?明面上是降低成本卖车,实际上特斯拉做的事和互联网寡头们做的一样—通过产品增加用户数量,当用户数量足够多时,就可以有更多的服务出现,赚取更多利润。而这些用户反过来就是特斯拉的护城河,是其他厂商很难拉走的。毕竟换手机和换车的成本完全没有可比性。所以,Model Y不过是特斯拉收割用户路上的又一个作品罢了,鉴于它和Model 3之间有75%的共同件,它本身真没什么好说的。

值得欣慰的是,玩互联网这套咱们还没怕过谁,国内造车新势力们在奋力追赶。退一万步说,就算现在的一些新势力品牌成了死在沙滩上的前浪,但国内的新能源产业链算是完全建立起来了,有了它们,即便前浪上了沙滩,后浪们依然可以快速掀起更高的浪花。

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