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换电模式,会是电动汽车下一个风口吗?

时间:  2020-08-24 19:04   来源:  汽车总站网原创    作者:  本站编辑部

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在多年的讨论、争鸣中, “增加充电桩、换电站等设施” 第一次被写入2020年《政府工作报告》,“换电站“搭上了“新基建”的快车,成为激发我国新能源汽车产业多元化的发展的又一举措。

有了政策赋能,有了企业追捧, “换电模式”迎来发展风口。

一、国内换电模式发展历程和应用现状

换电模式,即通过集中型充电站对大量电池集中存储、集中充电、统一配送,并在电池配送站内对电动汽车进行充电更换服务或者集电池充电、物流调配、以及换电服务于一体。

2003年,在北理工技术支持下,我国就已经开始尝试在电动公交车领域开展换电模式,并在北京、兰州等地行示范应用。2008北京奥运会、2010上海世博会期间、2010年广州亚运会期间,均有换电站国家示范工程出现。

汽车总站网了解,在早期示范运行过程中,由于换电模式以及换电站耗资较大,且当时技术方面尚未完全成熟,后来个别城市公交系统出现弃用现象。

但随着换电技术的进步和发展,换电站建设成本降低,换电标准的不断完善,包括国内最大客车企业宇通集团在内,国金汽车、申沃客车、华菱汽车、万向集团、南方电网等相关企业都纷纷投身于换电模式的研发和应用,大多都是针对公交车、出租车等商用车型。

从2016年开始,北汽新能源(即后来的北汽蓝谷)在北京、厦门、兰州、广州四个城市投放换电出租车,其中仅2017年在厦门就投放了500辆。

换电模式,会是电动汽车下一个风口吗?
北汽蓝谷在厦门投放的换电出租车

根据北汽新能源党委副书记、新闻发言人连庆锋向汽车总站网提供的数据,截至2020年6月底,北汽蓝谷已在19个城市建成并启用了187座换电站,投入运营的换电车辆达1.8万台,已累计完成换电480万次,换电车辆行驶总里程达到6.9亿公里,数据在全国乃至全球范围内均属领先。

此外,北汽蓝谷计划年内建设换电站300座,同时将有3万台换电车辆投向市场。

对此,全国最大的民营充电设施运营商星星充电(万帮新能源投资集团)董事长总裁邵丹薇认为,新能源专用车、网约车采用换电模式具有积极意义,私家车换电成本太高,目前不具备经济价值。

换电模式,会是电动汽车下一个风口吗?
蔚来换电站

毕竟,“车电分离”在纯电动乘用车市场的推广,当前最大问题就是普及量不足带来的成本问题。

蔚来的换电模式是基于用户驱动战略,会赢得用户好感,但私家车换电可持续性,不是每个企业都能承担的。邵丹薇向汽车总站网透露,目前蔚来换电部门每年亏损额巨大。

二、换电模式在商用车领域的发展应用简析

统计数据显示,截止2020年6月,我国换电站总计452座,分省市来看,排名前10的依次为北京、广东、浙江、江苏、福建、湖南、上海、四川、海南、河北。

目前换电模式在商用车领域主要应用于出租车、物流车、分时租赁等营运车辆,一是这些车辆是定制车型,品牌相对集中,电池规格相对一致,标准化程度高,对动力电池寿命要求高,符合换电模式技术要求。

二是运营车辆对运营效率要求高,普通充电导致运营效率降低,换电企业通过构建能源服务网络,大幅提高运营车辆效率,容易形成可持续发展的商业模式。

2020年以来,入局换电商用车特别是重卡领域的“玩家”逐渐增多。据报道, 8月18日,“新临港 新运力”上海首批换电重卡交车仪式在临港新片区举行,上海首批换电重卡完成现场交付,上海第一座重卡换电站同步投用,不到4分钟便可精准完成重卡车载电池更换,新电池续航里程可达150公里;

7月29日,宁德时代宣布中国首个换电重卡商业化应用场景正式落地;

7月24日,北汽福田智蓝新能源携手打造的首批换电重卡成功交付北京公铁绿链;

7月21日,华菱星马举办智能换电重卡产品推介会,批量订单达300多辆;

6月下旬,徐工重工推出定位长途物流运输的换电牵引车,并已申报工信部最新一批新车公告…..

三、商用车换电模式优势简析

1. 缩短能源补给时间,大幅度提高效率。

目前新能源商用车的电能补给仍以充电为主,通过私人充电桩和公共充电桩的慢充和快充模式为车辆充电,但即使是大功率的直流电快充,一般充满时间在2 h左右,而换电时间一般在3~5 min,是快充所需时间的1/10左右,与燃油车加油时间相当,极大地缩短了纯电动商用车的电能补给时间,大幅度提高新能源商用车的使用效率。

2. 延长电池使用寿命。

由于换电站会储备多块动力电池,可以使用慢充对电池充电,用充满的电池进行更换。此外,每次换电操作之后都需要对电池进行检测和保养,以确保电池的正常使用,客观上减少了对动力电池的损伤和容量的衰减,延长电池的使用寿命。

3、消除续航里程短板。

换电站的快速普及可以很好地补充充电桩缺口,换电时间大大缩短,已经与加油时间相当。此外,换电站全是由相关企业自主建设,有专业的团队负责运营和后期维护,能够保证车主长期稳定使用,换电技术是解决纯电动商用车续航里程问题的最理想方案。

4、降低车重,减少耗电。

可以根据每天车辆的行驶里程考虑当天要租多少电,不用背着沉重的电池跑来跑去,这样车重会大幅度减少,耗电也会减少很多。

5、可以大大缓解目前纯电动商用车充电难的问题。

6、降低成本,更容易实现商业推广。

采用车电分离的运营方式,换电商用车的购车成本能够大幅降低。换电商用车是商用车电动化的颠覆性产品,在中短途运输场景中,有巨大的发展空间。采用车电分离的运营模式,换电商用车能够解决充电缓慢、里程焦虑、运营低效、载货减少以及初始投资过高等痛点,具有更高的经济效益,更容易实现商业化推广。

四、制约商用车换电模式大规模发展的因素浅析

从纯电动公交和换电出租车等商用车的运行情况来看,换电商用车大规模应用仍有不少难题待解。

1、支持换电商用车的针对性政策仍然较少,随着新能源补贴逐步退坡,2022年之后政策如何尚没有明确,而商用车的车型开发时间较长,所以这在一定程度上也造成一些车企在观望。

2、电池的标准化问题。尽管工信部等部门已经出台换电模式相关政策,但如何推动电池标准化还不明朗。因此,电池缺乏统一标准,是目前阻碍换电商用车市场化的最大“拦路虎”之一。

3、电路接口的可靠性问题。电动商用车面对的是野外大振动使用环境,其电池组是高电压、大电流组件,在有强震动的环境下,一般接插件是承受不住的,只能采用螺栓紧固。但是大电流的端子显然只能采用纯铜或者铜合金材料,使用螺栓紧固下的端子寿命则又是一个严重问题。

4、底盘结构松散,增加安全隐患。由于商用车底盘设计的复杂性导致了电池总成的复杂性,造成了不同车型之间电池组的通用性与电池布置的最大效率之间的严重矛盾。换电模式则要求电池总成具有更多的加强结构以提高足够的机械强度。而这必然要付出更多的结构重量,进而导致减重与强度二者之间的矛盾越发凸显。

5、资金压力与资源调配问题。为了保证换电用户的使用便利性,则要求服务提供商必须提供:1)足够密度的换电节点;2)足够数量的备用电池;3)电池技术发展的不确定性,这对换电模式服务商的资金压力和资源调配是一个挑战。

6、应用场景受限,因为其电池体积较大、续驶里程有限等限制,比如换电重卡目前只能在矿山、港口、火电厂、钢铁厂、水泥厂、渣土运输、建筑工地等距离有限的范围内使用。

换电模式,会是电动汽车下一个风口吗?
开沃换电模式纯电动混凝土搅拌车

五、换电模式能成为纯电动商用车发展的主方向?

在2020年7月23日举行的国务院新闻发布会上,工信部副部长辛国斌不仅总结了换电模式的优势,还表示将继续大力推进充换电基础设施建设,鼓励企业根据适用场景研发换电模式车型,支持北京、海南等地开展试点推广,推动新能源汽车产业高质量发展。这一发言被认为是一个强烈信号,换电模式已进入到国家积极鼓励的范畴中。

今年政府工作报告中也明确指出,将“建设充电桩”扩展为“增加充电桩、换电站等设施”。由此,换电站建设被作为“新基建”的重要组成部分,首次写入政府工作报告中,换电商用车迎来了更好的发展机遇。

除此之外,在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。

汽车总站网注意到,近期不只是各家商用车企摩拳擦掌,多地政府也在加紧布局。其中,唐山市曹妃甸区政府于2月底,与融和电科、华菱星马签署合作协议,将在曹妃甸区完成换电重卡的车辆制造中心建设,并同期建立租赁运营中心,实现唐山市及其周边区域换电重卡的规模化投放,构建生产、租赁、运营、服务为一体的垂直产业链发展模式。
 

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