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纯电动车可持续发展,换电比充电更合适?

来源: 雅斯顿  作者:
2020-01-17 08:49:42
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  本文首发于知乎

苏州配资  纯电动车如何实现可持续发展?充电和换电,哪种方式可以才能推动纯电动汽车可持续发展?

苏州配资  从市场驱动看,用户购车的三大标准是公认的:使用体验好,购买成本低,使用成本低。(任何价位的用户都会围绕这个三个方面做横向对比)

苏州配资  我们从上面这张图出发来讨论:哪种方式能解决纯电动汽车长途续航的需要?充电和换电都可以解决这个问题,大功率充电做到350kw以上就能实现和加油差不多的时间,换电毋庸置疑了,蔚来3分钟充电已经眼见为实了,北汽新能源的换电出租车也在应用。于是人们开始争论二者谁能大规模落地的问题?

  是否大规模落地,不能用单一的因素来评价,并且因素也在时刻变化,围绕行业的讨论以及题目下面的答案和讨论,充换电大规模推进的逻辑应该如下图:

苏州配资  通过这个逻辑图,我们分别判断快充和换电的可行性。

  第一阶段:技术可行性,其中涉及电池端、电网端、充电端和车辆端。我们着重看看充电端和车辆端的问题。

苏州配资  充电端:大功率直流充电对充电桩的要求很高,主要考虑以下几个问题:

苏州配资  1、电压问题,350kW-1000V/350A的大功率充,整车的电压平台也需要提升到1000V,目前对中国企业来说,难度很大,假设提升到1000V,国标GB/T18487.1-2015可以覆盖,但1000V的电压会对充电桩元器件的耐压、绝缘等方面提出新的要求,充电桩的成本会非常高。

  2、电流问题,从250A提升到350A甚至500A,必须采取冷却措施,大家说的电缆很粗的问题其实通过冷却是可以解决,目前已经有了应用。

  3、温度问题,350kW充电,电效率为95%,发热功率大约得350kW×5%=17.5kW,发热量非常高,必须考虑冷却保护,欧洲和日本标准分别是120度和90度,据说日本快充协会CHAdeMO在开发100kW-500V/200A的非液冷的线缆,此外还有兼容性、电流速度的问题,不展开赘述。

  车辆端:车辆端也存在和充电端同样的问题,国内主流的纯电动乘用车的电压平台范围在250-550V,未来的规划也很少有超过1000V的电压平台,最大快充电流普遍在200A以下,必须升级车辆,包括三电、防护等级、控制策略,个人观点,国内OEM还做不到,并且这些需要升级的部分,其零部件大部分被国外垄断,比如英飞凌的IGBT、碳化硅,会进一步提升车辆成本(BEV现在的成本用户已经不能接受了,还要再提升?)

苏州配资  综合以上,结论是目前的技术还难以支撑快充大规模落地,但是随着技术提升,不排除技术实现的可行性。

  第二阶段:市场可行性。假如技术问题都解决了,要面对市场可行性,大功率快充的充电成本和燃油比,并没有太大竞争力,用户购买的欲望会降低(不差钱的用户除外,所以目前大功率快充基本是豪华品牌在做),从用户角度难以行得通。

  第三是运营可行性,大功率的标准也没有统一,但是统一只是时间问题,前些年慢充的标准经历了这个过程。

  总的来说,在技术层面:大功率快充存在很多的技术问题,四个端都有很多硬伤。在市场层面:车辆成本太高,目前车价不能再高了,充电成本也太高,普通用户接受程度有限。

  配资公司 换电技术,首先要扯清楚车电分离和换电的概念。车里的车电分离是指车辆和电池可以实现物理分离(在此不考虑广汽等企业非物理分离的车电分离),重要的话说三遍:

  车电分离最终目的是实现车辆和电池的物理和价值分离,换电仅仅是手段!

  车电分离最终目的是实现车辆和电池的物理和价值分离,换电仅仅是手段!

  车电分离最终目的是实现车辆和电池的物理和价值分离,换电仅仅是手段!

  为什么要实现价值分离?车身的成本很低,用户可以接受车辆闲置,电池的成本很高,在用户的车上,电池的价值就没办法发挥出来,最后用户为电池买了单,导致了资源错配。

  我们仍然按刚才的逻辑分析。

  第一阶段:技术可行性。这两年大家对换电的技术可行性是没有异议的,蔚来ES8发布会的现场换电已经让大家对换电的技术可行性深信不疑,实际上,除了蔚来,别的企业的换电运营也做的不错,应该说技术上是不存在问题的,去年上半年,笔者到北京、上海和杭州走访蔚来、北汽新能源、时空的换电站,在运营落地上,换电已经超过了大功率充。ABB的350kw大功率至今没见到规模化运营……

苏州配资  第二阶段,市场可行性,用户对换电的时间接受度没问题,3分钟搞定,比加油还快。主要疑问是三个:

  1、电池归属权(有的用户说,我新电池给我换个旧的怎么办?),换电的目的是让车电价值分离,在换电运营体系下,用户不购买电池,用户只买了个车壳子,电池运营方自己来运营电池,所以电池新旧的问题就不攻自破了。

苏州配资  2、用户投机(有的用户说,买了个车壳子,换了一次电以后,拿着他们的电池自己在家充电),利用运营策略完全可以解决这个问题,比如优化收费方式,按照行驶里程计费或按月计费。

  3、如何定价,换电的新能源车可以实现跟燃油车一样的使用体验,且花费更低(只付了车壳子的钱),此外,只需要保证用户用车每公里的燃料成本低于燃油车(0.5元),就有市场竞争力,且市场竞争力非常强。

  第三阶段:运营的可行性。车电分离的目的是实现电池生命周期的价值最大化,电池在车上处于闲置状态,且利用效果很差(没有管理)。换电运营的业务逻辑如下(涉及到的主体非常多,在此不详细展开):

  国内已经有企业围绕这个业务逻辑图开展网约车运营,运营车辆超过2万台,从经验数据看,可持续运营没有问题。

  这里重点说说大家疑问的问题:

  一、标准,电池包统一问题。相关部委已经在考察换电,推动标准化。过去几年,新能源汽车行业实现了电芯尺寸的部分标准化(VDA),快慢充接口标准化,换电机构标准化。在PACK标准化方面,车企的利益是相同的——标准化降本,比如国内某两家知名的企业直接在电池厂商拿到PACK标准进行应用)。蔚来的优势在于,电池包是正方体,(国内仍然有很多土字包),将来会有越来。越多的包做成长方体,通过电池包分箱适应较多车型,pack标准只是时间问题。

  二、换电站运营效率和成本问题。蔚来的换电站采用了全自动设备,成本数量级在百万,北汽新能源的成本也很高,第一代落地式800万,第二代集装箱式600万。实际上,在保证安全的情况下,半自动的换电站投入成本是200万左右,单日换电次数为300次,人工站的投入成本是80万,很多小型的站数量级在十万,把PACK继续做小的情况下,换电站可以做的更小,社区店即可做到换电,并且无安全问题。换电站的建设成本远低于加油站。

  三、储备电池比例问题。很多反对观点提出来换电储备电池比例可能较高,目前运营情况看,采用1:1.3的比例就能满足运营,原因是换电站的电池采用0.5的倍率充电,单个电池的充电时间为2小时(不比大功率快充慢),满足流通。

  最后一点也是大家最关心的电池运营方的财务问题,财务是可行的,运营电池通过换电利用,梯次利用和再生利用三个阶段盈利,大致的财务如下:

苏州配资  在这个业务基础上,我们进行用户TCO测算:

  假设条件:A级车型,ICEV价格12万,BEV16万,BEV换电型9万,TCO测算结果如下图,换电车型的TCO仍然优于其它车型。

  在过去的2019年,新能源汽车的发展慢慢进入了瓶颈期,产销增速放缓的原因仍然是价格高和加电难。之前大家寄希望通过优化电池降低成本,目前看遥遥无期,并且加电问题也没有得到优化。政策需要给换电更多地引导。

  除了加电难和价格高,还出现了安全问题,根据国家大数据平台的测算,大概有42%的BEV是在充电状态下起火,换电的理想倍率充电恰好也能解决这个问题。从行业发展来看,相关部门不反对就是最大的支持,让市场自由选择技术路线和模式。

  本文由长城网汽车频道内容合作方“雅斯顿”授权转载。

关键词:纯电动车,换电,充电责任编辑:刘复宁