最近,纯电动汽车替代电力的概念在中国再次成为热点。
国务院在11月初发布的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》号文件中,明确表示要鼓励电力交换模式的应用。有一段时间,很多企业迅速跟进,让“被忽视”的权力交换模式回归大众视野。
那么,为什么之前的换电模式沉默了,为什么现在又涨了,有哪些问题急需解决,充电路线是否受到影响?我们会从技术本身、行业现状、商业模式等方面进行深入的回答。
事实上,电源转换模式已经商业化很多年了。一方面,电动车可以在5分钟内恢复满电,另一方面,用户可以通过“租用电池”的商业模式降低购车成本,因此行业在多年前就开始探索电动车更换模式。
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最具代表性的公司是美国加州Better Place。Better Place首先与以色列政府合作,投资6亿美元在以色列建设38座电站,先后与丹麦、澳大利亚、加拿大、日本等国合作,大力推进电力交换服务项目。但2013年5月,在建站成本巨大、回报率极低的情况下,Better Place公司宣布破产,其相应的换电业务也随之终止。
其他公司试图改变电力模式的努力大多以失败或维持现状告终,未能在世界上形成影响。究其原因,大多是基于安全、标准、成本、规模等方面的考虑,这些问题在电力交换模式下仍然是未解决的问题。
如果图片来源网络有侵权链接,删除1。安全性和连接问题
安全是换电模式面临的最大问题。
换电过程中频繁拆装会磨损电池接口,对电池寿命影响很大。同时,可拆卸电池接口的气密性有待商榷,更容易进水、盐雾、杂质等。并且容易产生化学腐蚀,导致电池损坏甚至车辆故障。而且电池组不仅通过电池接口与车身相连,还通过传输电信号的导线与车身相连,经常插电容易磨损失效。相比之下,一般电动车的电池组组装必须在非常严格的无尘车间完成。
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此外,电池组与车身的连接不完全可靠,在碰撞事故中,电池组甚至可能脱落并飞行,造成危险。
总的来说,动力交换方式需要在保证安全的前提下满足动力交换操作的便利性,这对整车设计提出了新的挑战,增加了驾驶时的风险。
2.标准问题
充电桩可以达到国家甚至全球统一标准,只是保持充电接口和充电协议统一,最大的问题是充电速度不同,这几乎是不可能实现的。
从整个行业来看,即使不谈所有的商业纠纷,汽车公司甚至电池厂商之间的竞争使得不同品牌的电站不兼容,很有可能一个城市会有几十个品牌换电站,造成社会资源的极大浪费。
从汽车公司的角度来看,每辆车的尺寸、定位、水平都不一样,也面临着换电站的兼容性问题。另外,如果某个品牌强行推动更换电站,那么各种型号的电池组尺寸和标准在未来很长一段时间内必须保持一致。如果某款车型用电池升级,就意味着所有车型都必须协同升级,对于经常使用几十款的行业巨头来说,这是不可想象的。
目前电动车还处于起步阶段,车企只有两三款,暂时采用换电模式是可行的。然而,随着产品线的逐渐加长,增加和补充
首先,电站的基础设施投资巨大,不仅需要电站的研发、生产、配套、地租和员工工资,还需要不同种类的电池,电站周围要建一个充电站。单站综合投资超过500万元,投资回收期也较长。高基础投资限制了电站的快速扩张和规模。之前Better Place最终破产的重要原因是投入的资金量太大,入不敷出。
其次,对于车主来说,使用电站的成本远高于充电桩的成本。私人充电桩每千瓦时约0.5元(相当于每公里不到0.1元的电费),公共快速充电桩每千瓦时约1.5元。地租、人工、交通、管理成本至少是充电站的2-3倍甚至更多,与燃油车相当,从而将电动车使用成本优势降到零。
然而,劣势往往与优势并存,权力交换模式的重新出现仍然有其原因。我们认为,只要解决了安全问题,换电模式还是有足够的需求空间的,比如使用场景明确的出租车、网络租车、分时租赁、公交车等等。
首先,这些场景,尤其是出租车,往往需要运行24小时,每小时的收费对司机来说是一种损失。只需要5分钟换电站就可以让出租车满电启动,可以解决充电慢的问题。其次,这些场景使得统一模型和解决标准化问题更加容易。每个城市只需要根据模型的存量来规划充电站,既能满足效率,又能保持利润。目前,在中国北京、广东等地,电动公交车和电动出租车的换电模式已经运行多年,形成了积极的商业模式。
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面对更广阔的私家车市场,充电站更有优势。无论是充电模式还是变模式,本质上都是一种能量互补的选择。车主需要的是快速廉价的能量补充,两者之间的平衡是要兼顾的,而不是单纯的快速。随着充电技术的发展,充电速度在降低。
以特斯拉为例,其最新的V3超级充电桩充电功率最快为250kW,5分钟可补充100 km的续航,15分钟可补充250 km,基本够一周通勤。虽然其他品牌的快充技术比不上特斯拉,但充电速度也在快速提升。当充电速度足够快时,换电模式的最大优势就会消失。
摘要
综上所述,无论是充电模式还是换电模式都需要大量的持续资源,短时间内看不到效果。相比太多的换电方式的限制,充电方式依然是未来的主流。
当然,在电动汽车发展的初期,行业、政府、科研合作探索不同的技术路径肯定是好事。当行业处于混乱的开始时,坚持一条特定的路线是不现实的。为了找到最好的方法,必须有一百场战斗和一百朵花。






