從新能源汽車行業(yè)剛起步發(fā)展的時(shí)候,選擇充電模式還是換電模式的爭論就一直沒有終止過。國家電網(wǎng)最初傾向支持換電模式,并從2006年起組織了一系列電動(dòng)汽車充換電設(shè)施研發(fā)與實(shí)踐工作,但是從近幾年國家電網(wǎng)在充電樁基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面我們已看到,充電樁的布局速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于換電站的建成速度。
過去換電模式的發(fā)展存在著一些問題。比如需要較大場地儲(chǔ)存電池,這就相當(dāng)于建立加油站的成本。另外,還要考慮能源站的成本問題,必須要有一部分電池在能源站充電,作為備用。此外,汽車底盤要做相應(yīng)的改造,還有物流的方式運(yùn)送電池成本很高。因此短期內(nèi)建成足夠數(shù)量的換電站基本不可能。
此外,換電模式還涉及全國換電站體系建設(shè)和電池標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的問題,而國家電網(wǎng)的表現(xiàn)已經(jīng)反映了政府短期內(nèi)不會(huì)在換電模式上投入過多。
但換電模式在經(jīng)過第一輪試驗(yàn)之后的中途停滯,并未完全淡出新能源汽車市場。目前力帆汽車、北汽新能源已經(jīng)開始布局換電領(lǐng)域;眾泰汽車、廣汽客車、上汽集團(tuán)等都在與經(jīng)營換電基礎(chǔ)設(shè)施的公司深入探討合作。
換電模式三優(yōu)勢:
充電更加自由,充電時(shí)間大大縮短
車身與電池組獨(dú)立運(yùn)作相互配合,在保證更換電池組便利性的同時(shí),又極大程度的加快充電速度。充電時(shí)間的縮短則能夠減少新能源汽車局限性,提高新能源汽車的使用效率。
消除新能源壁壘,促進(jìn)新能源汽車發(fā)展
新能源汽車因電池消耗與不穩(wěn)定性的原因,受到了諸多質(zhì)疑。采用換電充電模式,消費(fèi)者只需購買電動(dòng)汽車,而電池組的使用則采用租賃的方式。此舉將從根源上解決新能源汽車的壁壘,從而讓更多消費(fèi)者在購車時(shí)選擇新能源汽車,促進(jìn)新能源汽車的發(fā)展。
統(tǒng)籌規(guī)劃資源共享
電池組更換的必要條件則是需要現(xiàn)有新能源汽車企業(yè)均采用同種型號同種規(guī)格的電池組。而目前為止,新能源汽車企業(yè)各自為戰(zhàn),獨(dú)立研發(fā)新能源電池使得技術(shù)發(fā)展較慢。采用換電充電模式則可以從根源上解決各自為戰(zhàn)的獨(dú)立研發(fā)的局限性,資源共享將更加快速的帶動(dòng)新能源行業(yè)發(fā)展。
沉寂之后換電模式又重現(xiàn)生機(jī),其原因在于:近五年, 受市場前景的驅(qū)動(dòng),民間資本支撐的換電模式的研發(fā)公司們一直沒有停止技術(shù)研發(fā)的步伐,在換電設(shè)施的成本、占地面積、效率等方面已經(jīng)有了重大的改進(jìn);換電模式在幾經(jīng)周折后終于找到了自己的準(zhǔn)確市場定位:在一些特殊的領(lǐng)域,作為充電模式的補(bǔ)充,而非與充電模式競爭。
隨著技術(shù)發(fā)展,過去換電模式的發(fā)展存在著一些問題比如需要較大場地儲(chǔ)存電池等正迎刃而解,如今電動(dòng)汽車的換電站占地面積已經(jīng)減少89%,快換設(shè)備體積減少50%,設(shè)備重量減少60%、換電時(shí)間縮短了50%,換電成功的穩(wěn)定性由85%提升到99.9%以上。
另外電動(dòng)出租車、電動(dòng)特種車、電動(dòng)專用車、電動(dòng)物流車等一般都是定制車型規(guī)格,品牌集中,電池規(guī)格也都相對一致,非常適合換電模式。
力帆汽車公司這次大舉進(jìn)軍電動(dòng)汽車的換電站,實(shí)際上也正是在為它向新能源和汽車租賃、金融服務(wù)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型做基礎(chǔ)設(shè)施的鋪墊。我們能看到的“智藍(lán)戰(zhàn)略”,藍(lán)圖就是:首先在重慶市區(qū)的道路上2000輛力帆電動(dòng)出租車在奔馳,接到電量預(yù)警通知之后,迅速到換電站,3分鐘更換完電池,又開始運(yùn)營。
北汽新能源公司,盡管體量更大,平臺(tái)資源更多,也同樣表示:即將研發(fā)出來的電動(dòng)車C50EB將首先在北京出租車領(lǐng)域推行。因?yàn)槌鲎廛囓囆徒y(tǒng)一,不至于出現(xiàn)各不相同的電池類型,同時(shí),管理也相對方便。
北汽新能源開發(fā)的C50EB換電出租車換一塊充滿電的電池僅需要3分鐘,換一次電可以運(yùn)營200公里??梢詫?shí)現(xiàn)出租車的雙班運(yùn)營,提高出租車公司的效益。同時(shí),利用加油站場地資源建設(shè)換電站,也解決了換電設(shè)施建設(shè)場地資源問題。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為:大力推廣換電模式是解決出租車電動(dòng)化運(yùn)營的最佳途徑。至于充電還是換電,具體還是要看企業(yè)具體怎么去做,權(quán)衡經(jīng)濟(jì)效益和成本,不能一概否定或肯定。
此前,由于涉及各自利益,充電還是換電模式曾是電動(dòng)車領(lǐng)域的重大爭議課題。多數(shù)電動(dòng)車企業(yè)堅(jiān)持充電模式,因?yàn)檫@樣做可以自主掌控電池等核心技術(shù),進(jìn)而掌控電池技術(shù)帶來的利潤。但國家電網(wǎng)等單位認(rèn)為,換電模式更有利于降低成本,避開基礎(chǔ)設(shè)施壁壘,打開電動(dòng)車市場的突破口,當(dāng)然,這樣做可以幫助其掌握電池技術(shù)及其衍生資源。
國家并沒有對充、換電模式明確定位,僅僅提到要因地制宜建設(shè)慢速充電樁和公共快速充換電設(shè)施,制定動(dòng)力電池回收利用管理辦法,建立動(dòng)力電池梯級利用和回收管理體系。
國家863節(jié)能與新能源汽車重大項(xiàng)目監(jiān)理咨詢專家組組長王秉剛曾表示:“不能一概簡單否定換電模式,它在一些特定的使用環(huán)境,比如電動(dòng)出租車領(lǐng)域,就有比較高效的運(yùn)行性價(jià)比優(yōu)勢。與時(shí)下主流的充電模式相比,換電模式具有占地面積更小,效率提高,成本大幅降低等優(yōu)點(diǎn),完全可以以一種小型的精益方式運(yùn)行,主要是看企業(yè)和市場的選擇。”
充、 換電模式各有優(yōu)缺點(diǎn)。換電模式實(shí)現(xiàn)了對電池模塊的整體更換,可以節(jié)省充電時(shí)間,對電動(dòng)公交來說非常便利。不過,頻繁換電搬動(dòng)電池會(huì)對車架造成損傷,導(dǎo)致電極插頭易磨損打火花,產(chǎn)生安全問題;最重要的是,各家電動(dòng)車企的電池規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)都不一樣,很難保證每種電動(dòng)車型都能在換電站找到適合更換的電池。電動(dòng)汽車企業(yè)對換電模式也比較排斥,擔(dān)心喪失對電池技術(shù)的掌控權(quán),這自然不利于發(fā)展電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)。
新能源汽車電能補(bǔ)給方式上,換電模式一直處于下風(fēng)的其中一個(gè)原因就是電池標(biāo)準(zhǔn)化的問題。換電模式的提出是為了解決電動(dòng)汽車充電時(shí)間長、電池續(xù)航能力的問題,其實(shí)質(zhì)是希望以一種高效率的物理變化來取代低效率的電化學(xué)變化。但是,因?yàn)殡姵夭幌裼屯澳菢又皇且粋€(gè)容器那么簡單,如果單單只是電池,不管方形還是圓形的電芯,都可以組裝成成系列的標(biāo)準(zhǔn)電池模組(若干電芯并聯(lián)成一串電池,若干串電池串接成一個(gè)電池模組),換電就不存在技術(shù)障礙。恰恰相反,電池是需要和電池管理系統(tǒng)(BMS)協(xié)同工作的,兩者的關(guān)系密不可分。
電池模組作為電動(dòng)汽車的主要儲(chǔ)能裝置,是電動(dòng)汽車的關(guān)鍵設(shè)備,電池模組內(nèi)溫度上升將嚴(yán)重影響電池組的電化學(xué)系統(tǒng)的運(yùn)行、循環(huán)壽命和充電可接受性、電池模組功率、安全性和可靠性; 電池模組中各單元之間的溫度不均衡最終會(huì)影響電池性能的一致性及電池荷電狀態(tài)(SOC)估計(jì)的準(zhǔn)確性,影響到電動(dòng)車的系統(tǒng)控制及壽命。因此,電池模組的電池管理系統(tǒng)(BMS)成為影響新能源汽車產(chǎn)業(yè)生存和發(fā)展的關(guān)鍵核心技術(shù)。電池管理系統(tǒng)(BMS)不單單是電池保護(hù)者,同時(shí)還要和整車進(jìn)行交互,控制發(fā)揮電池最好的能量釋放,電池管理系統(tǒng)(BMS)是一個(gè)樞紐,連接著電池、整車充電器、車載充電機(jī)、充電樁,多個(gè)電氣設(shè)備協(xié)同工作,讓電動(dòng)車更好的發(fā)揮電池的特性。
換電商業(yè)模式:
1.電池租賃、快速更換為主;
2、取消政府補(bǔ)貼,采用PPP模式(投轉(zhuǎn)貸),推動(dòng)電動(dòng)汽車基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),促進(jìn)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)快速、可持續(xù)發(fā)展;
3、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟提供一攬子支撐,包括技術(shù)、服務(wù)、資金和產(chǎn)業(yè)化;
4.為車企及關(guān)鍵零部件企業(yè)提供無償網(wǎng)絡(luò)支撐,為終端用戶提供優(yōu)惠網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
新的思想能在一定程度上體現(xiàn)行業(yè)發(fā)展水平的高低,但無論何種觀點(diǎn)都應(yīng)當(dāng)切合實(shí)際,結(jié)合現(xiàn)有資源與市場環(huán)境,在鞏固現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新。目前而言,新能源產(chǎn)業(yè)仍然將產(chǎn)品作為市場的主要賣點(diǎn),換電充電模式的提出則是賣產(chǎn)品向賣服務(wù)的轉(zhuǎn)變,從一定程度上說,換電充電模式則能夠促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的多樣化發(fā)展。
中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化中心副主任劉永東曾透露,電動(dòng)汽車換電標(biāo)準(zhǔn)的修訂已經(jīng)提上日程,將召集各方企業(yè)代表、專家就換電標(biāo)準(zhǔn)問題進(jìn)行討論,相信不久的將來電動(dòng)汽車換電標(biāo)準(zhǔn)也將出臺(tái)。標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一后,將掃清換電模式推廣的技術(shù)難題。
結(jié)語:換電技術(shù)難題不再是攔路虎,各種“風(fēng)口”正在吹來,電動(dòng)汽車換電模式再次崛起時(shí)機(jī)似乎已到,換電與充電兩種模式將進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ),以推動(dòng)電動(dòng)汽車進(jìn)一步普及。
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