電池の世界の様子

02マル2021

At a market capitalization exceeding $700 billion, テスラ enjoys a unique financial position among all auto manufacturers to expand its investments in electric vehicles and infrastructure. Special Purpose Acquisition Companies (SPAC) have taken フィスカー, ローズタウンモーターズ, Nikola, Proterra public with many other EV car companies rumored to be in the pipeline. 

These pure EV manufacturers are leveraging their access to capital to expand their market share at the fastest possible pace — they are limited by operational and supply chain challenges, not access to capital. Investors continue to applaud Tesla’s expansion strategy and pace, yet Wall Street remains shy about extending similar enthusiasm to incumbent car makers, for example General Motors and フォルクスワーゲン who have announced ambitious plans in electric vehicles. The result is an accelerating race to deliver electric vehicles with increasing performance, affordability, and choice. We are in the midst of deep disruption to the auto industry.

The entire supply chain feels the pressure to adapt to electrification. In particular traditional incumbent system suppliers (Tier-1) and component suppliers (Tier-2) are positioning themselves for the new reality. Electric vehicles contain fewer components than internal combustion engine (ICE) vehicles, and are relatively easier to assemble. Consequently, the automotive supply chain will change materially as the sales of electric vehicles (EV) dominate over the coming decade. As market forecasts show accelerating adoption of EVs, they also show rapidly declining sales of ICE vehicles putting further strain on the automotive supply chain. Expect that several companies in the automotive ecosystem may cease to exist as independent entities in this decade.


The battery itself remains the most expensive item in an electrical vehicle. The battery includes individual energy storage elements called cells that get assembled into a pack. A handful of cell manufacturers dominate the making of cells: LG Energy Solutions (formerly part of LG Chem), Samsung SDI, cATL, SK Innovation, Panasonic, BYD are the most prominent names. Most cells makers also provide the pack assembly, though some auto manufacturers, namely Tesla and the German auto makers, favor building their own packs. This points to the first tension in the supply chain: should the auto manufacturers allow the cell makers to also build the pack? There is a split opinion among auto manufacturers. 

But electric vehicles also require significant electronics and electrical systems making them a very attractive market to the supply chain. These include motors, transmissions, inverters, DC converters, on-board chargers, thermal management systems and, naturally, battery management systems (BMS). Historically, volumes were sufficiently small that the auto makers controlled or manufactured many such systems in house. For example, Tesla, GM, VW control or manufacture their electric motors and transmission systems. Traditional global Tier-1 system suppliers largely sat by the sideline. 

Historically, EV manufacturers recognized the importance of the BMS to the vehicle’s performance and safety leading them to keep significant portions of the BMS in house. But volumes were historically small; competition was virtually limited; software and system intelligence were rudimentary. Some auto makers commissioned the hardware to their suppliers (e.g., めっちゃ built the BMS hardware for Mercedes, and LG built the BMS for GM) but kept control over the software. Once again, the traditional automotive supply chain sat by the sideline.

We now see evidence that the supply chain is changing rapidly. With the accelerating pace of EV adoption, auto makers are beginning to reach out to their traditional supply chain for help. GM was the first to outsource its BMS design and manufacture to ビステオン. More Tier-1 suppliers are showing active interest in building more portions of the electric powertrain. Expect more disruption in the coming years as auto makers and Tier-1 suppliers assert their respective roles in building electric vehicles.

The fast pace of innovation is further driving disruption. In awarding the BMS to Visteon, GM saw an innovative wireless BMS solution that could shed significant battery weight by eliminating portions of the wiring harness. Rising vehicle specifications place significant emphasis on innovation in the BMS: longer range (400+ miles), very fast charging (20 minutes or less), long warranties (200,000+ miles) are only examples of this new frontier. Fleet operators, such as electric taxis, are asking for bold battery targets, for example, extended warranties reaching 500,000 miles, raising the bar even higher.

Then comes battery safety! In the fall of 2020, Hyundai リコール 82,000 Kona electric vehicles over risk of battery fires. It will cost Hyundai nearly a billion dollars to replace the batteries in these vehicles. LG Chem supplied the battery cells. Hyundai Mobis, Hyundai’s internal Tier-1 supplier, provided the BMS. LG Chem blamed the BMS. Hyundai blamed LG Chem. Battery safety in electric vehicles was now headline news, and the BMS central to the safety story. This is disruption at its best!

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0412月2020

電気自動車に関しては、バッテリーが自動車の実用性の基本的なコンポーネントであるという理解があります。 それでも、バッテリーがドライバーがEVに期待するすべてのものを提供できるという誤った期待もあります。 しばしば過小評価されているのは バッテリー管理システム (BMS)重要な性能と安全性、特にゴルフ練習場の拡大を実現する上で、 非常に速い充電、長期保証と最大限の 安全性。 このトピックについては、一連のブログで詳しく説明します。 

この最初の部分では、バッテリー管理とは何か、そして何をするかを定義しましょう。 BMSには、これまで、電圧、電流、温度を測定し、電流または電圧のスパイクからバッテリーを保護し、異なるセル間で電荷を均等に分散する電子機器(ハードウェア)が含まれていました(セルバランシングと呼ばれます)。 バッテリーに蓄えられている電荷量を計算するソフトウェアの基本的な層があります。

一般的に、これらはリチウムイオン電池の化学的操作に関連する情報がほとんどない電気システムです。 このような基本的なBMSシステムの多くのサプライヤーがあり、小規模企業から現在の自動車のTier-1およびTier-2サプライヤー、そして一部のバッテリーメーカーにまで及びます。 あなたが所有しているかどうかにかかわらず、道路上のほとんどの電気自動車 テスラ、日産 、BMW i3には、これらの基本的なBMSのXNUMXつが搭載されています。

将来のEVは、現在のBMSが提供しているものよりもはるかに高いパフォーマンスを要求します。 具体的には:

  1. 非常に速い充電: 新しいEVは、バッテリーを劣化させることなく、20分以内にバッテリーを完全に充電できる必要があります。 これは厳密には、よりインテリジェントなBMSの役割です。 あなたがしようとすると 急速充電 今日のDC急速充電ステーションでのEVの場合、35分よりもはるかにうまくいくことはないでしょう。 バッテリーの状態を維持するために、連続して何度もDC急速充電を試みた場合も、車両の製造元が充電を抑制します。 インテリジェントなBMSは、そのような制限を解除できるはずです。
  1. 最大走行距離: 自動車メーカー 利用可能な料金を減らす バッテリーの寿命を保証するために、バッテリー(およびドライビングレンジ)から。 これは、利用可能な充電容量、急速充電、およびバッテリーの寿命(したがって保証)の間の重要なトレードオフのXNUMXつです。 これもまた、よりインテリジェントなBMSの役割です。
  1. 延長バッテリー保証: EVは伝統的に 100,000マイルの保証を提供。 しかし、よく見ると、細字は、70マイル後に元のゴルフ練習場の100,000%しか残っていないことを保証します。 したがって、EVの公称走行距離が300マイルの場合、210マイル後に走行距離が100,000マイルを下回った場合にのみ保証が適用されます。 よくない! はい、あなたはそれを推測しました、それはBMS機能です。

高速充電、最大走行距離、およびバッテリー保証は、トレードオフの三角形を形成します。 EVメーカーは、これらXNUMXつの相反するパラメーターのバランスを取る必要があります。 彼らがより速い充電を追加するならば、彼らは保証または走行距離を犠牲にしなければなりません…そしてその逆も同様です。 このモグラたたきのゲームは、今日のEVを市場の期待を下回らせます。 次世代のEVには、この制限を打破できるインテリジェントBMSが含まれている必要があります。 技術は存在します。

インテリジェントBMSは、バッテリーをリアルタイムで診断し、その時点で発生する可能性のある劣化メカニズムとバッテリーの状態を評価してから、バッテリーの動作を最適化するために必要な調整を動的に行います。 それは「計算」と「化学」の出会いです。 

In part 2, I will cover the changing landscape of the supply chain.

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128月2020

電気自動車の大量普及には、次のXNUMXつの要因が関係しています。

  • レンジ不安を解消するドライビングレンジ。
  • 手頃な価格の車両用の低コストバッテリー。
  • 急速充電の可用性。

一般的な分母はバッテリーです エネルギー密度:二次電池が蓄えることができるのは、単位体積あたり(または単位重量あたり)の電気エネルギー量です。 エネルギーはkWhの単位で測定されます。 したがって、エネルギー密度は700リットルあたりのWh(Wh / l)、または300 kgあたりのWh(Wh / kg)の単位です。 リチウムイオン電池の最先端のエネルギー密度の数値は、今日、XNUMX Wh / lおよびXNUMXWh / kg近くにあります。

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027月2020

テスラの市場評価額は本日225億ドルに達し、他のどの自動車メーカーの評価額よりも高く、私たちの経済にとってリチウムイオン電池の重要性を浮き彫りにしました。

バッテリーは、電気自動車、定置型エネルギー貯蔵、および多くの消費者向けデバイスの製品差別化要因です。 各カテゴリはバッテリーの仕様を推進しています—そしてそれらはすべて同様のテーマを共有しています:より多くの充電容量、より速い充電、バッテリーの寿命、より軽い重量、より少ないコスト、そして絶対的な安全!

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31マル2020

現在の状況では、私たち全員がなじみのない領域に置かれていますが、XNUMXつの明るい点は、非常に多くの人々や組織がアドバイスや支援を提供する意欲があることです。 何億人もの私たちが家に隔離され、電話やコンピューターを特に集中的かつ重要に使用しているので、個人の安全を確保し、 寿命 この不確実性の期間とWFHの正常性に適応するため、すべてのデバイスの

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