2022拆分特斯拉:电动汽车电池行业如何被颠覆 点击这里免费注册 所有这些数据来自哪里?CB Insights平台包含本报告中包含的基础数据 3拆分特斯拉：电动汽车电池行业如何被颠覆特斯拉多年来一直致力于垂直整合其电动汽车电池业务，但新的参与者正在出现，以夺取电动汽车电池技术市场份额。从新材料开发到电池回收以及介于两者之间的一切，以下是公司如何拆分世界领先的电动汽车制造商之一。2015年，埃隆·马斯克（Elon Musk）做出了一个大胆的预测，即汽车电气化将使锂离子电池的需求增加很多。当时，特斯拉每年交付约5万辆汽车。那一年，该公司在内华达州的电池Gigafactory生产基地破土动工。该网站每年将生产足够的电池为50万辆特斯拉提供动力。马斯克声称，需要更多这样的网站。很明显，马斯克的愿景实现了，该公司有望仅今年就交付超过100万辆汽车。这种远见卓识使特斯拉成为电动汽车电池技术领域的主导领导者。但随着电动汽车的采用变得越来越主流，初创公司 - 在传统汽车原始设备制造商和其他参与者的支持下 - 已经出现，在电池技术上与特斯拉竞争。 4拆分特斯拉：电动汽车电池行业如何被颠覆福特、通用汽车和大众等汽车老牌企业已经将其电气化路线图的成功押在这些初创公司身上——从旨在颠覆特斯拉锂离子电池技术的电池材料初创公司，到提供车辆到电网技术等新型电动汽车充电解决方案的电网软件公司，再到可以改变电池生产过程的电池回收公司。下面，我们来看看科技公司如何拆分特斯拉和更广泛的电动汽车电池技术业务，按电池材料、电池管理系统和电池生命周期进行细分。 5拆分特斯拉：电动汽车电池行业如何被颠覆上图并非详尽无遗。类别并不相互排斥。 类别分类6拆分特斯拉：电动汽车电池行业如何被颠覆我们将特斯拉的技术和服务分为3个部分：•电池管理系统:该部门包括传统的电池管理系统领域，如充电优化和电池电力电子。它还包括旨在确保制造过程中质量控制的技术支持解决方案，以及允许电动汽车电池向电网供电的软件。•电池生命周期:该细分市场的特点是处理更广泛的电池生命周期的技术——从电池材料开采到回收和二次使用。•电池材料:该部门涵盖开发电动汽车电池新材料的公司。 电池管理系统7拆分特斯拉：电动汽车电池行业如何被颠覆特斯拉是最早使用远程信息处理等电池管理系统来优化电动汽车电池性能的汽车公司之一。通过访问这些数据，该公司可以定制其硬件和软件组件，以增加续航里程并防止电池故障。特斯拉正在继续将新的电池管理系统组件（如电力电子设备和充电优化软件）整合到其车辆中。质量控制分析鉴于电动汽车电池行业的起步阶段，在生产商优化制造工艺以避免浪费之前，最初的电池生产会导致大量废料。就在2019年，特斯拉的内华达州电池Gigafactory每天报废约五十万个电池。质量控制分析初创公司提供传感器硬件和软件平台，用于检测制造缺陷，并帮助防止生产线后期的废料损失。初创公司使用新的硬件传感器、人工智能驱动的软件分析或两者的组合来实现这一目标。在软件方面，公司使用人工智能算法来检测生产过程中的缺陷，并预测电池的未来性能，使电池制造商能够测试和优化新的电池设计。这可以帮助电池生产商快速发现和解决生产问题，加快生产爬坡过程并减少浪费。提供这些软件解决方案的初创公司包括Zitara，Voltiq和Accure。 8拆分特斯拉：电动汽车电池行业如何被颠覆硬件公司在生产过程中使用新的传感器来检测出现的缺陷。例如，Liminal使用超声波传感器来发现电池结构中的异常，并提供对异常原因的见解。充电优化软件特斯拉最新的电动汽车快速充电站点V3增压器能够进行智能充电，其中包括自动调整电动汽车电池的充电速率，以防止电池退化并在尽可能快充电的同时保持电池寿命。例如，虽然额定输出功率为 250 kW，但软件可以在 25% 到 40% 电池电量之间将该输出降低到 150 kW，然后从那里逐渐减少，直到电池充满电。初创公司正在使用不同的AI模型输入来确定最佳充电模式。例如，Qnovo利用天气条件来调整充电速度，并允许电池生产商提供更长的电池保修期。Iontra从客户那里收集电池，循环和分析电池，然后根据电池分析为每个客户生成量身定制的充电模型。 9拆分特斯拉：电动汽车电池行业如何被颠覆网格软件在 2018 年加州野火或 2021 年德克萨斯州深度冻结等天气事件期间，电网一直在努力维持运行，这两种事件都导致大规模停电。公用事业公司正在转向电池存储，以在这些事件中保持照明。特斯拉正在利用这一点，将其客户的家用电池Powerwall系统作为一种虚拟发电厂，可以在需要时向电网输送电力。试点项目正在加利福尼亚州和德克萨斯州进行。车辆到电网 （V2G） 技术使电动汽车能够使用存储在电动汽车电池中的电力向电网供电。然而，特斯拉尚未使用其电动汽车中的电池作为动力源，初创公司如雨后春笋般涌现，提供这些解决方案。Fermata Energy最近与发电公司FirstLight Power合作，在其位于马萨诸塞州西部的最大水力发电设施提供V2G EV充电器。该设置将在电力需求高峰期从 2 辆日产聆风汽车向电网输送电力。智能电动汽车车队充电还可以通过从电网以外的来源充电来帮助平滑需求高峰。总部位于英国的 Zenobe 在 2022 年初筹集了 3.26 亿美元，以扩大其电动汽车车队管理产品，包括为公交车站配备储能系统，在需求高峰期为电动公交车充电。其他提供此类解决方案的公司包括AutoGrid，Polarium和FlexGen Power Systems。 10拆分特斯拉：电动汽车电池行业如何被颠覆电池电力电子流经电动汽车的功率会根据电力的去向而发生大量变化。例如，电池组输出高压直流 （DC） 电源，而传感器和车辆娱乐系统使用低压直流电源。电力电子设备在不同形式的电力之间进行转换。特斯拉在开发Model 3 EV的同时在电力电子设备上投入了大量资金，使这些设备像可能。2018年，特斯拉是第一家采用碳化硅（SiC）晶体管而不是传统硅晶体管的公司，因为其功率损耗更低，SiC晶体管尺寸更小（为电池留出更多空间）。初创公司正在改进SiC晶体管，以提高电池充电效率并减小车载电子设备的尺寸。例如，Flex Power Control提供用于快速直流充电的SiC电力电子设备，以及允许电动汽车从住宅太阳能或备用电池系统充电的家庭电力电子解决方案。虽然Flex Power Control使用多个电力电子设备在太阳能电池板和电动汽车等设备之间转换电力，但电力电子初创公司Czar Power正在寻求将这些减少到一个系统中。这降低了电力电子设备所需的成本，同时也使系统更加节能。公司也在使用辅助系统来提高电力电子性能。例如，Byotta提供液体冷却解决方案，通过将电力电子设备保持在较低温度，使电力电子设备能够更有效地运行。 11拆分特斯拉：电动汽车电池行业如何被颠覆电池生命周期电池原材料现在约占电动汽车电池总成本的 80%，高于 2015 年的 40% 左右，这使得它们在降低电动汽车成本方面变得越来越重要。特斯拉是与包括电池回收商在内的供应商合作，支持其材料合同 - 甚至致力于在内华达州开发自己的锂矿。电池回收电动汽车电池使用大量原材料制造，全球供应链中断将这些材料的价格推高至创纪录水平。因此，根据彭博新能源财经的研究，电动汽车电池成本预计将在 2022 年打破长达十年的成本下降趋势，而是略有上升。特斯拉在22年第三季度财报电话会议上指出了这一点，并在股东报告中表示，该公司“认为电池供应链限制将成为中长期电动汽车市场增长的主要限制因素。电池回收为汽车原始设备制造商提供了稳定的电池原材料供应，并且随着原始材料成本的上升，电池回收变得具有成本竞争力。这推动了投资者和汽车公司对该行业的创纪录兴趣。 12拆分特斯拉：电动汽车电池行业如何被颠覆例如，红木材料于 2021 年 7 月从风险投资公司突破能源风险投资、金融机构富达投资和金融服务公司高盛等知名投资者那里筹集了 7 亿美元的 C 轮融资。从那时起，红木材料公司宣布与福特、沃尔沃、丰田和大众等主要汽车原始设备制造商建立电池回收合作伙伴关系。2022 年全球风险投资的放缓也没有对该类别产生太大影响。例如，Ascend Elements宣布了一个10月份，在获得美国能源部4.8亿美元的赠款用于建设电池回收设施后不久，10月份进行了2亿美元的C轮股权融资。初创公司也在自动化电池回收过程。Posh Robotics希望通过依靠机器人和自动化来简化回收过程，而不是手动分类电池废物。该公司于 2022 年 6 月从包括 Y Combinator 在内的投资者那里获得了 3.8M 美元的种子轮融资。“第二人生”电池技术除了电池回收外，二次电池技术还通过翻新旧的电动汽车电池来解决电池浪费问题，用于电网存储等新应用。这种方法为电动汽车等密集型应用释放了电池原材料供应，也为汽车公司提供了新的收入来源。 13拆分特斯拉：电动汽车电池行业如何被颠覆虽然特斯拉尚未公开宣布任何二次电池项目，但其他汽车公司正在接受这一解决方案。例如，梅赛德斯奔驰于 2022 年 7 月与二次电池供应商 Moment Energy 合作，为 Moment Energy 的离网储能项目提供废旧电动汽车电池。阻碍二次电池大规模采用的主要问题是安全性：如果我们不能防止新的电动汽车电池着火，我们如何确保用过的电动汽车电池不会造成更大的火灾风险？二次生命电池技术公司正在通过使用新技术来诊断电池健康状况并防止未来的安全隐患来解决这个问题。例如，Titan AES使用超声波传感器在二次使用之前对其进行诊断，以确定哪些电池可能引起火灾。该公司最近筹集了3300万美元的B轮融资，以扩大其来自包括施耐德电气的SE Ventures在内的投资者的技术。一旦二次电池投入使用，Stabl Energy和Relectrify等公司就会提供先进的电池逆变器来稳定电池性能。如果单个电池单元性能不佳并且可能存在安全风险，则电池逆变器会将电源重新分配给其他电池单元，以防止损坏的电池单元发生故障。 14拆分特斯拉：电动汽车电池行业如何被颠覆矿业为了应对原材料成本上升和供应链限制，特斯拉正在积极开发自己的电动汽车电池锂源。在 2020 年 9 月的电池日活动中，特斯拉高管德鲁·巴格利诺表示，特斯拉正在研究一种新的锂提取工艺，该工艺将使采矿成本降低 33%，并且该公司已经获得了内华达州潜在锂矿位置的权利。该公司在专利申请中详细介绍了这种被称为直接锂提取的新工艺。特斯拉的直接锂提取工艺将使用锂粘土，而不是使用锂盐水池，而锂盐水池仅在全球少数几个地方发现。锂粘土遍布世界各地，包括内华达州的许多地点。美国电池技术公司正在使用与特斯拉类似的方法，并在内华达州托诺帕附近有一个采矿场。该公司最近获得了美国能源部的1.15亿美元赠款，用于开发该网站。其他公司正专注于改进传统的锂盐水技术。EnergyX和Lilac Solutions提供的工艺分别声称可以将锂的回收率提高一倍，同时将用水量减少多达95%。EnergyX 于 2022 年 7 月从全球新兴市场获得了 4.5 亿美元的私募股权投资，而 Lilac Solutions 筹集了2021年9月150美元系列B轮。除了新的采矿工艺外，一些公司还希望从以前未勘探的地方捕获矿物。Impossible Metals正在使用新的机器人收集系统从海床开采电池级材料。该公司的目标是在 2023 年初提供概念验证。 15拆分特斯拉：电动汽车电池行业如何被颠覆电池材料由于特斯拉设计和制造自己的电动汽车电池，因此能够试验新的电池材料，以提高电池性能和能源效率。该公司专注于重新设计电池的不同组件，包括阳极、阴极和电解质。阳极对于阳极，特斯拉正在寻求引入新材料，主要是硅，以提高电动汽车电池的性能，这意味着电动汽车的续航里程更长，充电速度更快。传统的阳极依赖于石墨，石墨的性能不如硅，尤其是在较低温度和快速充电期间。开发硅阳极的初创公司很多，是电池材料领域资金最雄厚的公司之一。例子包括Sila，Group14 Tec