蔚來汽車推出高效換電技術(shù)

蔚來汽車公司（NIO）于2014年創(chuàng)立，是一家全球化的智能電動(dòng)汽車公司。該公司在推出首款電動(dòng)運(yùn)動(dòng)型多功能車（SUV）ES8后，正在將業(yè)務(wù)向轎車領(lǐng)域拓展，在中國電動(dòng)汽車市場的影響力也在不斷擴(kuò)大。2021年，蔚來汽車公司開始進(jìn)軍歐洲市場，并選擇挪威市場作為首站。此后，蔚來汽車公司加快了全球化布局，目前該公司已在荷蘭、德國和丹麥等國家開始預(yù)售EL7 SUV、ET7和ET5車型。

早在2015年，蔚來汽車公司還處于初創(chuàng)期，擁有豐富的新能源動(dòng)力系統(tǒng)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的沈斐就加盟了該公司。經(jīng)過近10年的發(fā)展，如今蔚來汽車公司員工數(shù)量已超15 000人，而沈斐也已成長為公司的副總裁，主要負(fù)責(zé)動(dòng)力電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)和電動(dòng)汽車充換電技術(shù)的研究，以及換電站等基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)開發(fā)工作。

換電優(yōu)勢

在蔚來汽車歐洲新車發(fā)布會(huì)舉辦之前，沈斐提前抵達(dá)發(fā)布會(huì)現(xiàn)場，親自駕駛一輛蔚來ES8 SUV，在歐洲開啟了一次行程為4 000 km的“自駕游”。此行目的既是對歐洲電動(dòng)汽車消費(fèi)市場及充電網(wǎng)絡(luò)的考察，也是為其品牌進(jìn)軍歐洲市場進(jìn)行的“預(yù)熱”。沈斐表示，“歐洲的快速充電器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)先于中國。蔚來汽車公司提出的高效換電戰(zhàn)略和電池租賃模式是一種獨(dú)特的銷售主張（USP），領(lǐng)先于其他電動(dòng)汽車制造商更換電池的方式，具有很強(qiáng)的競爭優(yōu)勢，將成為公司的核心商業(yè)模式之一。”

根據(jù)蔚來汽車公司發(fā)布的換電政策，蔚來汽車車主可自駕前往該公司換電體系內(nèi)的任意換電站享受換電服務(wù)。蔚來汽車公司的換電平臺系統(tǒng)采用全自動(dòng)控制，當(dāng)電動(dòng)汽車開到換電站并將車輛停入指定位置后，換電站將通過換電平臺進(jìn)行電池回收，并可在5 min內(nèi)將已耗盡電量的電池更換為滿電量的電池。目前，蔚來汽車公司在中國擁有1 150個(gè)換電站，并計(jì)劃到2025年在歐洲布局1 000個(gè)換電站。

據(jù)沈斐介紹，最初蔚來汽車公司提出換電模式的想法比較簡單，就是希望電動(dòng)汽車用戶享受到與加油一樣便捷的出行體驗(yàn)。但當(dāng)公司充分論證了換電技術(shù)的發(fā)展前景后，蔚來汽車公司意識到換電模式具有一定的商業(yè)價(jià)值，其他方面的優(yōu)勢也逐漸體現(xiàn)了出來。此外，蔚來汽車公司還將推行“車電分離”模式，實(shí)施電池租賃服務(wù)業(yè)務(wù)，這也意味著該公司將會(huì)把電池成本從整車生產(chǎn)成本中分離開來。

沈斐指出，在電動(dòng)汽車的使用壽命內(nèi)，動(dòng)力電池和其所使用電能的成本與內(nèi)燃機(jī)車輛的運(yùn)行成本有一定差距。如果能源價(jià)格持續(xù)上漲，兩者的成本差異可能會(huì)發(fā)生變化，主要差異點(diǎn)在于內(nèi)燃機(jī)車輛的用戶從開始使用燃油車到不再購買燃油車這12～15年內(nèi)所承擔(dān)的燃油成本。“當(dāng)電動(dòng)汽車用戶購買汽車時(shí)，用戶就必須為動(dòng)力電池承擔(dān)額外的成本。因此，蔚來汽車公司認(rèn)為應(yīng)該通過電池成本和整車生產(chǎn)成本分離的方式，降低用戶的購車成本?！?/p>

沈斐支持換電模式的另一個(gè)原因是看到了未來電池技術(shù)升級的潛力?，F(xiàn)階段動(dòng)力電池技術(shù)競爭加劇，但隨著新技術(shù)的發(fā)展，未來也將迎來被淘汰的階段，如果讓用戶繼續(xù)使用即將過時(shí)的電池技術(shù)，用戶體驗(yàn)感不佳。但如果將動(dòng)力電池從整車中分離出來，用戶將能及時(shí)感受到動(dòng)力電池發(fā)展的最新技術(shù)。

蔚來汽車公司提出的換電模式是否可行，其關(guān)鍵論證點(diǎn)集中在當(dāng)電動(dòng)汽車進(jìn)行換電時(shí)，在換電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和電網(wǎng)級所提供的使用率是否一致。沈斐表示，“蔚來汽車的換電站可以在站內(nèi)為動(dòng)力電池充電，也可以使用與換電站并聯(lián)的充電器為車輛在站外充電，充電站和充電器都可以使用當(dāng)?shù)毓彩聵I(yè)的共用電能?！?/p>

目前，許多充電器的使用率僅為10%，而換電站的使用率為30%～50%，這意味著在相同的場所，充電器的額外負(fù)荷很容易就能達(dá)到。此外，充電器還可以在換電站中以儲(chǔ)存電池的方式運(yùn)行，并應(yīng)用非高峰期的電能對其進(jìn)行充電。這樣的操作方式將對當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)負(fù)荷起到平衡作用。沈斐補(bǔ)充道，“電池更換站是大容量儲(chǔ)存系統(tǒng)，30塊電池具有1.3 MW·h的容量。換電站可以采用在電能價(jià)格更低時(shí)為該系統(tǒng)進(jìn)行充電，或者在電力系統(tǒng)中有過量的太陽能或風(fēng)能等清潔能源時(shí)對系統(tǒng)進(jìn)行充電?！?/p>

大型電池

如果忽略電池容量，蔚來汽車公司換電站最具吸引力的特征是該公司提供的電池模組具有與動(dòng)力電池相同的設(shè)計(jì)軌跡，并可以向下兼容。目前，該公司動(dòng)力電池最高容量為100 kW·h，在研容量為150 kW·h的動(dòng)力電池原計(jì)劃于2022年上市，但由于各種原因，該產(chǎn)品將推遲上市。

與容量為100 kW·h的動(dòng)力電池相比，雖然蔚來汽車公司全新開發(fā)的動(dòng)力電池容量將增加50%，但電池包的質(zhì)量僅略微增加。沈斐指出，“蔚來汽車公司采用換電模式的前提是要統(tǒng)一電池規(guī)格，因此公司新開發(fā)的電池定義了同樣的尺寸、相類似的形狀，以及相同的質(zhì)量。為了提高電池容量和能量密度，公司采用了全新的電池技術(shù)，但電池的質(zhì)量并沒有增加。雖然大容量電池包可滿足小部分用戶的需求，但蔚來汽車公司仍期望大多數(shù)用戶選取可為標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航供應(yīng)的動(dòng)力電池。當(dāng)用戶對電池容量的需求增大時(shí)，蔚來汽車公司也可以利用自身可大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢，在短期內(nèi)將電池升級為更大容量，滿足用戶需求?！?/p>

“在大多數(shù)時(shí)間內(nèi)，用戶僅在城市道路中駕駛汽車。在中國市場，大多數(shù)用戶選擇了容量為75 kW·h的電池?！鄙蜢逞a(bǔ)充到，“為進(jìn)一步降低使用成本，用戶對容量更小的50 kW·h的電池包會(huì)有多種需求，但目前蔚來汽車公司暫時(shí)沒有開發(fā)該容量電池的計(jì)劃?！?/p>

沈斐表示，“蔚來汽車公司啟動(dòng)自主研發(fā)動(dòng)力電池項(xiàng)目極具挑戰(zhàn)性，雖然該款產(chǎn)品上市的時(shí)間略微落后于原計(jì)劃，但蔚來汽車公司仍將繼續(xù)推進(jìn)電池容量為150 kW·h的動(dòng)力電池研發(fā)和制造工作。該款產(chǎn)品預(yù)計(jì)于2023年第一季度在中國市場推出。此外，一旦該款動(dòng)力電池滿足歐洲相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，也將在歐洲市場推出。如何在電池模組體積大小相同的情況下提高動(dòng)力電池的能量密度，將是蔚來汽車公司面臨的更大挑戰(zhàn)，也是蔚來汽車公司持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新的目標(biāo)。”

目前，蔚來汽車公司自建了動(dòng)力電池生產(chǎn)線，并已投入與寧德時(shí)代（CATL）深度合作開發(fā)電池包的工作。另一家新成立的動(dòng)力電池開發(fā)商北京衛(wèi)藍(lán)新能源科技公司（WeLion）表示，在2022年早期，該公司也曾為蔚來汽車公司開發(fā)了一種半固態(tài)電池包。無論蔚來汽車公司最終選擇哪種換電解決方案，如果該公司在2023年能夠推出自主研發(fā)的容量為150 kW·h的動(dòng)力電池，這將是汽車行業(yè)發(fā)展上重要的里程碑。

目前，蔚來汽車公司仍在努力縮小與其他汽車制造商的競爭差距。作為一家成立時(shí)間不長的汽車企業(yè)，蔚來汽車公司沒有陳舊設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施的負(fù)擔(dān)，可以采用先進(jìn)的汽車開發(fā)設(shè)計(jì)理念和生產(chǎn)制造模式。因此，該公司在電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)型中具有較大優(yōu)勢。沈斐最后總結(jié)道，“在動(dòng)力電池開發(fā)和更換技術(shù)上，蔚來汽車公司比其他汽車公司更具優(yōu)勢，并擁有一支優(yōu)秀的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，努力向共同目標(biāo)前行?！?/p>

審核編輯 ：李倩