BatPaC:电动汽车用锂离子电池性能和成本模型

batpac:电动汽车用锂离子电池性能和成本模型
argonne实验室开展了数十年电池设计工作,基于丰富的经验基础,他们开发了一套计算电动汽车用锂离子电池性能和成本的模型,而且这些设计模型基于microsoftofficeexcel格式,输入输出灵活,直观。
基于batpac模型,对比2018年到2022年电池性能与成本。模型计算基于电池pack设计能量为94kwh,使用能量是设计值的85%,即80kwh;电池功率200kw;电池pack由20个模组组成,共400个电池组成。正极材料为nmc三元材料,负极为石墨。电池ack产量为100000套/年。
从2018年到2022年,电池设计和生产的主要变化点包括:
(1)正极材料克容量不断提升:170mah/g、175mah/g、190mah/g、200mah/g;
(2)正极极片单面涂层厚度不断增加:70μm、72μm、74μm;
(3)n/p从1.25变为1.15;
(4)隔膜成本降低:1.3$/m2、1.1$/m2、1.0$/m2;
(5)电池量产规模不断增加;
(6)正极材料价格上涨以及其它材料价格变动
电池比能量和能量密度对比如下,其中rated表示设计值,useable表示实际使用值,为设计值的85%。从2018年到2022年,电池比能量设计值从220wh/kg增加到256wh/kg,实际使用值从187wh/kg到218wh/kg;能量密度设计值从433wh/l增加到501wh/l,实际使用值从509wh/l到589wh/l。电池pack比能量设计值从169wh/kg增加到196wh/kg,能量密度从298wh/l增加到330wh/l。
电池成本变化情况如下,电芯成本从136美元/kwh降到了104美元/kwh,pack成本从168美元/kwh降到了130美元/kwh。
2022年,电池pack各部分成本组成如下,其中材料成本占比68%,包括电池材料、bms和热管理系统。
电池材料中,正极材料成本占比52%,正负极、隔膜和电解液合计占比86%。


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