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诞生于2007 旨在解决充电难题 我们一起聊聊换电模式的发展历程

2021-07-15 04:00:00 张夼源

【卡车之家 原创】这段时间以来,我们经常会听到一个词汇:“碳达峰、碳中和”。这个“双碳战略”主要指的是我国力争将二氧化碳排放于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。目前,我们正在努力向“30·60目标”来迈进。

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对于我们卡友从事的运输行业来说,碳排放的问题不可忽视,各大厂家也根据国家战略要求适时研发新产品,以新能源为驱动方式的商用车产品迎来了发展的机遇。简单来说,现如今的新能源重卡我们可以视为通过电驱动,电池,电控三电技术的重卡产品,受制于技术等因素的影响,传统方式的电动车存在着整车成本偏高,续航里程短,充电耗时长等痛点。

随着我国商用车电动化产业的高速发展,同时在政策的助推下,车电分离的换电模式重新成为商用车领域的关注点。

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换电式商用车采用车电分离的换电方式可以很好解决电动车充电耗时长,不方便等痛点,同时租赁电池的方式也进一步降低了整车的购买和后续维保的成本,换电模式成为目前各大商用车厂商主力发展的产品之一。

换电模式起源于以色列 国产换电技术的开端:863计划

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早在20世纪初,美国就曾在换电模式领域进行过相关探索。2007年,电动车行业还在发展初期时,以色列人沙伊·夏嘉曦提出了纯电动汽车的换电技术,随后在以色列创立了一家名为Better Place的换电公司。据了解,Better place 成立一年后,以色列第一个“换电站”成立,先和日产后和雷诺签订提供10万辆Fluence ZE电动车的合作协议。

或许是受制于当时的成本管控、技术不完善等因素影响,新能源电动车的市场反馈和发展前景在当时并不被看好,换电模式的前期投入和后续维保成本过高,民众和市场对于换电模式发展存在较大疑问,导致这家公司很快便销声匿迹,但给后人留下了完整的底盘换电技术和运营过程中的经验产生的价值却为后续奠定了发展的基础,我们普遍将沙伊·夏嘉曦提出的理念作为换电模式的起源

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时间来到了2010年,国内电动汽车产业虽处于初步发展的状态。但是多家企业已经走上未雨绸缪先行发展的道路,国家电网响应国家号召启动电动汽车项目启动。据了解,2010年浙江电网团队开发完成了基础换电技术的储备。

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与Better Place不同,国家电网采用了“换电为主、插电为辅、集中充电”的换电模式,并且在国内多个城市开启前期试用,其落地方式多为公交车、出租车等城市营运车辆。可由于后期国家电网业务方向转变,再加上与供应商和企业的的合作问题,此次尝试最后也暂时被搁置。

直到北汽新能源和蔚来等乘用车企业在换电模式上快速发力,逐渐取得一些成绩时,换电模式才重新回到新能源汽车主流解决方案中。

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目前,市面上主流的换电模式主要分为底盘换电、换电箱换电等方式。虽然方式不同但是原理基本相同,都是采用更换电池组的方式进行补能,而且,无论采用哪一种方式,其所需时间都远远短于充电桩充电所需的几十分钟的快充至数小时慢充的充电时间。

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同时,换下来的电池会被送到换电站内部通过慢充方式来进行充能。慢充虽然耗时较长,但是可以避免快充所导致的电池电量的衰减,有利于延长电池的使用寿命,这也成为了以营运性质为主的商用车市场颇为青睐换电的补能方式。

采用换电模式 适合于哪种运营场景?

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简单来说,换电式补能的方式其实就是更换电池,也就是把纯电式车辆上快没电的电池换成电量多的。这种操作也跟多年前我们购买的老式手机扣开机盖换电池的模式是一样的。

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了解了换电式补能方式的含义之后,接下来,我们就看看换电式的补能方式有哪些优势呢?

1,初期购买成本大幅度降低:现如今,成本因素导致了纯电商用车的初期购买成本很高,然而选择换电产品时,用户可以根据需求选择购买和租赁电池组的两种方式,能够大大降低卡友的购买成本。

2,补能快:纯电动商用车的最大痛点就是充电耗时的问题,少则几十分钟多则数小时,而采用换电模式仅需3-5分钟即可完成车辆补能,同时更换下来的电池组再通过慢充的方式补能有助于保证电池健康度。

3,安全性高:车辆电池组都有供应商统一更换,维护和管理,传统意义上的充电桩充电有着诸多不安全的因素,而换电模式采用统一更换,维护和管理的手段,可以很大的提升安全性。

4,能源价格优势:采用换电式补能方式的车辆所换下来的电池组可以在用电低峰期时充电,同时可以利用所在地峰谷电价来进一步降低充电成本。

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现阶段换电式商用车主要适合的运输场景主要是:

一,专线运输。固定货物运输点对点专线,如煤厂、矿山等至电厂、铁路、港口运输等,适运距400公里内,途中无需换电。

二,货场、货站至周边的支线倒短。如水泥、混凝土运输、公转铁、公转水运输等,运距400公里内途中无需换电。

三,封闭场景内倒短运输。如封闭港口内货物运输、集装箱运输等,运距较短频次较高。

四,短途干线运输。跨城市的公路干线运输,如汽配、百货、零担货物等,运距400公里内,途中无需换电。

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随着“打赢蓝天保卫战”政策的实施,推进大宗货物运输“公转铁、公转水”,进一步加快物流运输结构调整,构筑高效、绿色、环保的物流运输体系成为了运输行业发展的趋势。换电模式,此种补能方式不仅在某种程度上弥补了纯电动商用车领域的应用短板,或许将成为今后发展的新出路。

换电模式迎来发展 目前国内现状几何?

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换电模式即意味着车电分离,用户只需一次性支付不含电池的车体,电池采用租赁的方式,从而可以大幅减少购买成本,很好解决了纯电重卡价格高昂的痛点。此外,换电模式有利于对电池集中专业化管理,延长电池使用寿命,还有利于电池梯级利用。

从目前各家主流主机厂的产品动态中以及工信部申报新产品的方面,我们不难看出,国内商用车主机厂均纷纷布局这一新型市场。

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国内各大厂家不仅在产品研发方面快速发力、车型落地签约也成为了目前各大厂家的新的竞争点;在后市场领域更是不遗余力。换电商用车市场势必会成为各大厂家未来争相角逐的新的市场竞争点。

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从去年开始,换电式商用车产品和落地签约仪式频繁亮相。比如上汽红岩为山西、贵阳等地交付了多辆充换电一体式杰狮牵引车、一汽解放与河北多家物流公司和企业进行了战略采购签约J6P换电式电动牵引车;北汽福田、东风商用车、东风柳汽乘龙、徐工、华菱等多家车企也与国内诸多企业和公司进行了战略签约仪式,签约涉及到的重卡品牌众多,数量较高。市场前景广泛。

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政策层面,国家也开始逐步重视和鼓励换电模式的发展,比如在2020年的4月23日财政部等四部委联合发布的《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》中,明确提出鼓励“车电分离”新型商业模式的发展。我们不难看出,换电技术已经成为国家积极鼓励的新能源商用车新模式。

换电模式未来前景可期 但仍有难点需攻克

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换电模式作为新能源模式的补充产品,其未来前景十分值得期待。但目前受制于诸多因素的影响,换电商用车的使用规模十分有限,同时还有类似于电池规格问题、建站成本过高问题、补贴政策问题等诸多难点需克服。

换电模式在当前市场环境下很难大规模推广的原因都有哪些呢?首先便是成本问题和盈利问题,换电站需要的投入远远大过充电桩,要做到普及换电站需要耗费大量物力和财力;同时,受制于技术等诸多因素,换电模式投资回收期长,成本目前还处于居高不下的状态。

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其次,还在于行业标准从未统一。据了解,目前许多换电式车型的电池包、大小、安装位置、接口等都不统一。即使是企业内部,不同产品的电池规格和标准都有差异,车企之间的电池规格更是相差甚远,要实现电池规格的统一,任务依然艰巨。

●  编后语

在我国“双碳30-60”战略的影响下,商用车新能源、清洁能源化已成为不可逆转的大趋势。同时,在公转铁和公转水等运输结构调整的背景下,短距运输需求的增加成为了市场的新的增长点,在此背景之下,换电式商用车迎来了较大的发展机遇,其未来的市场表现如何?我们一起拭目以待。(文/张夼源 图/卡车之家 部分图源于网络)

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