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车电分离、电池分箱模式试行 是否会成为充电模式的有效补充?

2019-08-07 16:08:07 杨珮琳

7月31日下午,工信部装备工业司在杭州主持召开“电动汽车换电模式座谈会”。以伯坦科技为代表的车电分离生态构建者,以时空、奥动为代表的换电站建设运营方,以北汽、蔚来、奇瑞、康迪为代表的换电汽车企业都发表了领队换电模式的看法和建议。

车电分离、电池分箱模式试行 是否会成为充电模式的有效补充?

充电还是换电?或者是充换结合?在解决里程恐惧和能源补给方式上,电动车或许迎来新机遇。

里程恐惧和充电难一直被视为阻碍电动车普及的两大因素。近几年随着主流电动车续航里程不断提升,今年已有多款上市车型续航里程超500公里,几款600公里车型也已经蓄势待发,里程恐惧逐渐淡化。

相比续航里程,充电难一直没有太大改观

国家四部委今年3月发布的《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》要求地方补贴从补贴整车转为用于支持充电(加氢)基础设施短板建设和配套运营服务等方面。

充电基础设施从政策层面得到明确支持,行业闻风而动。

6月30日,国网电动汽车服务公司、南方电网产业投资集团、特来电、万邦合资成立的雄安联行子公司北京联行发布联行逸充APP,欲连接各充电运营商的自有充电平台。

7月11日,大众中国、一汽、江淮、星星充电四方在常州联合成立开迈斯新能源科技有限公司,提供定制化充电产品和一站式解决方案。

7月15日,媒体报道蔚来将拆分旗下能源补给服务NIO Power,寻求在今年Q4完成独立融资,规模在数十亿元左右。

7月16日,中国恒大与国家电网正式成立国网恒大智慧能源服务公司,双方各持股50%。合资公司将聚焦社区智慧充电等新能源汽车业务,包括社区智能充电桩建设运营、智能充电桩销售以及社区增值服务。

以上都是走充电技术路线的新布局,而另一种技术路线也随后出现在了政策鼓励范围内。

6月6日,国家发改委等三部委印发《推动重点消费品更新升级 畅通资源循环利用实施方案(2019-2020年)》,内容包括“引导企业创新商业模式,推广新能源汽车电池租赁等车电分离消费方式,降低购车成本。”

“借鉴公共服务领域换电模式和应用经验,鼓励企业研制充换电结合、电池配置灵活、续驶里程长短兼顾的新能源汽车产品。”

车电分离与换电模式或许终于迎来了春天

杭州换电站

谈起换电模式,业内许多人知道创立于2007年、头顶“融资额史上第五的创业公司”光环的Better Place。2013年Better Place破产后,虽然也有一些公司在尝试换电模式,但一直没有形成主流。

成立于2014年的伯坦科技是坚持车电分离、换电模式至今的少数公司之一。

车辆驶上换电操作台后,车门下方的电池槽侧板向外打开或底盘的电池组下降再打开侧板(分属电池槽位置固定和可升降两种设计),工作人员操作专用夹具取出车上电池放入传输系统,再取出一块满电电池插入电池槽,整个过程车两侧同时操作,换2块电池的话3分钟左右,4块电池的话5分钟左右,司机都没有下车。

换下的电池就在换电站的充电柜里充电,每一块电池的充电信息都有显示。来换电池的都是杭州当地的出租车、网约车和物流车。

换电站工作人员介绍,每块电池的电量约15度,尺寸统一,从轿车到卡车的不同车辆根据底盘大小分别可以装载一、二、三、四、六、八块电池。按里程收费,0.4元/每公里,由时空电动运营。一个中等规模的换电站一天可以给300辆车更换电池。

车电分离、电池分箱模式试行 是否会成为充电模式的有效补充?

相比电池制造工厂的无尘环境,换电站的工作环境门槛比较低,没有想象中的小心翼翼和精细。当天一直在下雨,每辆车换下的电池上表面都是湿的,换下旧电池后和换上新电池前,工作人员都会用湿抹布擦拭一遍电池上表面。整个系统给人感觉比较皮实,没那么娇嫩。

换电设备有全自动、半自动、全手动三种,半自动换电站的建站费用在200万元到400万元之间。

换电站工作人员介绍,现阶段电池寿命一般标称能充1000至1200次,如果使用快充只能到800次甚至更少,换电站的实际数据是1200次,因为换电站充电是以0.35C、0.4C的充电倍率慢充的,对电池的损耗控制到最小。

车电分离,电池分箱

上述杭州换电站的技术、设备和商业模式都是伯坦提供的。

聂亮于2014年创立杭州伯坦科技工程有限公司并任CEO,据他介绍,到2019年7月,伯坦在杭州支持的换电站20多座,在无锡、苏州、长沙、成都、贵阳、广州、大连、上海也有布局,运营车辆累计总数约3万辆。

聂亮认为“换电”是媒体传播时对这种模式的简称,实际上其核心是车电分离和电池分箱,而且换电的车一定是兼容充电的。

“车电一定要分开,商业模式的确定就会自然优选技术路线上采用换电,他有很多种分支,但归根到底就是把电池做成标准化的资产可以流通,只要资产流通了不存在重轻的问题。

电池为什么分箱,一个是为了标准和通用,第二个分箱以后是在安全性上大大提高,相当于形成了防火分区隔仓,一块电池和一块电池的能量是隔开的,坏一个不会整个都坏。”

车电分离、电池分箱确实是伯坦与其他几家换电模式厂商大的区别。北汽新能源和蔚来都有换电,但都是电池组整体更换,没有分箱和标准化,很难跨车型、夸品牌推广。

聂亮认为换电模式必须和电池分箱、标准化结合,“没有把电动汽车的电池包标准化,在电池包没有标准化的情况下,每一个车型所配备的电池包都不一样,这就导致换电站的电池包无法进行资产化管理,运营和管理成本极高。”

伯坦的客户一方面是整车厂商,一方面是换电站的运营商。

对整车厂商,伯坦科技提供纯电动汽车换电系统整体解决方案并供应换电系统总成及模块化电池等专用零部件,由整车厂进行生产加工,利用自有渠道完成销售,终端用户接入伯坦的换电站网络,实现能量补充。

采用伯坦科技整体解决方案的整车厂包括东风汽车、大运汽车、力帆汽车、康迪汽车等。伯坦提供的资料称目前由其完成动力系统改造设计,拿到国家工信部公告的车辆有50款。

对车辆运营商,伯坦科技根据客户的需求定制纯电动汽车整体方案,联合整车厂生产并销售纯电动汽车给客户,并联合换电站运营商向客户提供后续的换电网络能量补充支持。这类客户包括时空电动、睿博出行,鹰明能源等。

换电站在当前阶段受补贴政策影响,仍然采用新车带电池入网的方式,根据运营车辆的数量及使用状况,换电站配置约20%备用流转电池,通过站内满电电池更换车载缺电电池的方式为终端用户的电动车快速补充能量,按照车辆行驶里程收取换电服务费。

单个标准充电站包括80-120个充电格位,格位采用慢充方式,电池充满电时间在2-3小时左右,每日循环充电6.5次左右。

充电柜在对电池充电时,会收集电池的编号、电压、电量、温度等数据上传伯坦科技自己开发的云端系统,算法系统会根据每块电池的状态不同对电池充电方式进行调整,对电池包内单个电芯单独充放电优化,以解决目前电池包内单个电芯性能缺失影响整个电池包性能的问题,以达到延长电池寿命的目的。

实际运行数据显示,电池充电的单包充电优化策略可提高电池寿命30-40%。

换电站采用里程计费方式向换电车辆收取换电服务费,根据换电站资产的权属方及运营主体的不同,服务费收取费率略有差异,典型情境下,费率标准为0.4元/公里。

该费率已经充分覆盖换电站的建造成本,周转电池的折旧,同时还考虑了未来车配电池寿命用尽后需要更新电池的成本,因此对于运营车辆的车主来说可以实现无忧用电。

挑战

看上去伯坦这种车电分离、电池分箱的原理和实践都很完美,解决充电难、充电时间长问题的同时,还能让电动车价格下降,把车身和电池(行驶里程)分开付费,降低了购买和使用门槛,车主也不用再担忧电池衰减,对推广电动车是个莫大利好。

但为什么这么多年,这种模式远远没有充电模式那么普及?

聂亮认为原因是汽车行业是经验行业,没有经过彻底验证的新技术很难被采用,车厂更愿意采用更稳妥的技术路线。

他跟很多整车厂谈过,对方的担忧五花八门,“第一,会不会着火;第二符合不符合国家法规,电池换了这些事情怎么处理;第三因为动了地板动了车身的,安全性怎么保证;第四车动了,刹车,ABS怎么做;第五是基础设施有多少,或者是客户有多少,客户在哪等等。”

从旁观者角度来看,这种模式存在着以下几个挑战。

一是改变底盘结构,需要从车型的设计研发阶段介入,甚至很大一部分研发设计工作交给伯坦,整车厂能否接受存疑。

二是车型整个三电系统都由伯坦提供,车厂完全没有控制权,加上车厂销售的车辆只有车身不含电池,后期的运营也不在手中,一定会让车厂非常谨慎。

笔者判断,以上两点决定了规模大、技术雄厚、比较强势的整车厂商很难采用这种模式。这种模式要想大规模推广,要么等待电动车市场竞争更加激烈,要么重新调整与整车厂合作方的话语权配比。

一个新的利好是电动车补贴逐年退坡,还有一年多就完全取消,电池成本将全部由消费者承担,用户对续航里程的期望值一旦被拔高就很难再回落,换电模式将是一个不错的解决方案。

说车电分离、电池分箱模式完全取代充电模式有些夸张,但未来,多种模式共存一定是个相对长期的状况,最后由市场来选择最合适的一种或者多种方式组合。

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