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火线观察 | 换电:难以成为主流补能模式

2022年02月21日 19:55:05
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来源:AutoLab

从目前来看,换电站还任重道远。

先说一说我的观点:

换电从长期来看不会成为主流的补能模式,可以成为一种特定场景下高效的补能方式。

我们需要思考的是:换电的本质是什么?

个人认为就是两条:第一,电压平台标准之争;第二,电池标准之争。

第一,电池电压平台之争

从目前趋势来看,无论是1000V的超级充电标准,还是800V的高压平台,实际上从充电技术设施端与动力电池端,给了相对合理的解决方案。

方案各方已经在积极推进,如果从时间进度表来看,预计2024-2025年就能看到实际落地的产品与超充解决方案了,200KW以上的充电功率不再是某几个品牌超充的卖点,10分钟150公里不再困难,而换电则更适合对时间效率要求更高的场景。

第二,电池标准之争

换电模式背后的要求,是标准化的电池模块——类似于我们生活中常用的5号电池一样。

如果有谁能够统一标准,的确是能够极大化地方面使用。

但是,在车企方面面临着巨大的挑战。特别是现阶段电池深度整合到底盘之后,是不是所有的车企愿意接受一个标准化的,容纳电池的底盘空间与架构?

未来的补能场景(个人观点):是以“家充桩+快充桩”作为主要补能网络,超级快充桩(大于250kw)+换电站作为补充,特别是针对部分品牌自建的超充桩,以及特定的运营类车辆,使用换电是相对而言比较合适的解决方案。

第三,为什么会得出如上的结论呢?

先从现有的充电桩(公共桩)和换电站数据来看,充电桩VS换电站,换电站被“KO”。

截止2021年5月,公共充电桩以88.4万根的保有量数据(不含私桩/随车桩),即便按照50%的完好率计算,完胜以“千”来计算的换电站。

当然,仅以现有保有量对比,不能看出未来到底谁能更好解决充电问题,接下来我们从投资成本、使用成本、使用效率、电池标准和推广与应用5个不同的视角来看待这个问题。

1.从投资成本来看,换电站>充电桩,充电桩胜出

一座换电站的投资费用,大概在200-400万元左右不等,包括了固定资产投资、场地费用租赁、人员运营维护等费用。

普通的快充桩来看,以充电功率高低分类,充电桩的成本在数万元到数十万不等。而慢充桩则更加便宜,通常在一万元以内就可以建成,且小巧方便。

即便是250kw以上的超级充电桩来看,投入的成本和换电站相比至少相差一个数量级。

从投资成本来看:换电站远高于充电桩。这也是为什么国内充电桩的普及率,远远高于换电站的原因之一。

2.从使用效率来看,换电站>充电桩,换电站胜出

参考蔚来的换电站,目前换电时长在5分钟左右;快充桩的充电时长在30-45分钟(电量从30%充至80%),即便是超级快充桩也需要15分钟左右(电量从30%充至80%)。

这两者和传统燃油车加油相比,换电在使用时间来看,更为接近加油,效率更高。

而当前的快充充电桩充电,实际充电时间,和电动汽车电池容量(大小)、充电桩功率(快慢)、速率限制(保护)等相关,并不能完全达到充电桩的额定功率。

这就是在使用过程中大家普遍不满意的地方——每一次充电体验都充满不确定性。

3.从使用成本来看,换电站>充电桩,充电桩胜出

换电使用成本方面,以蔚来为例,换电一次的价格为180元,电池容量在70KWh,续航里程约420公里,相当于每公里0.42元;

再以北汽为例,其共推出了三个换电电费套餐:A套餐432元/1200公里;B套餐630元/1800公里;C套餐1020元/3000公里。差不多在每公里0.34元左右。

目前,主流纯电车的平均电池容量在60KWh左右(扣除A00级小车后,电池联盟合格证数据),一度电(公共)在1.2元至1.8元左右(按照均价1.5元计算),充满电的成本为90元人民币,续航里程为约450km,相当于每公里0.20元人民币左右。

对于普通个人消费者而言,都还可以接受。但对于靠运营为生的司机师傅们,则是价格越低越好。

而对于收入相对高一些的人群来说,几乎可以忽略。两种充电使用成本来看,虽然相差超过一倍,但消费者感知不太明显(相对燃油而言),短期内无法感觉,长期则积少成多。

4.从支持换电站的标准来看,换电站<充电桩,充电桩胜出

在2015年公布了充电桩的国标。对传导充电系统、直流连接、交流连接以及外用充电机与电池管理系统的通讯等方面,都做了统一标准。

统一标准下,国内无论哪家品牌、多少功率的充电桩,电动汽车都能接入充电。

而换电站面临的标准问题,其实更加棘手:

首先,电池包的容量,这是电动汽车的续航的主导因素,而不同车型对于电池容量的需求,各不相同。

其次,电池包的尺寸:是基于电动汽车整体空间布局,电池包一般置于汽车底盘。而不同车企、不同车型,对于电池包的设计,无论是尺寸、空间布局,都不一样。

第三,电池组的种类:从原材料来看,会有磷酸铁锂、三元锂之分;从成组模式来看,有方形、圆柱体、软包、刀片等不同形状;从能量密度来看,从低到高,种类繁多。而电池模组,在一定程度上也会影响电池包的形状和尺寸,以及电动汽车能否布局。

第四,电池换电连接:本条之于前两条,只要约定标准,则生产或更换的难度不大。

这些标准问题,转换到换电来看,面临几个问题:

电池包到底有几种?

整车电池管理系统与电池包是否兼容?

约定了一种材料/大小/容量后,其他品牌/类型电池如何发展、其他车企如何兼顾?

5.从实际推广和使用角度来看,换电站≤充电桩,充电桩胜出

充电桩可以以“充电站”的形式出现,也可以以“单桩”形式出现。对于场地要求,直流桩稍大,1平方米以内就已足够;交流装分壁挂式和立柱式,前者挂于墙上,不占地面面积,后者立柱较细,也几乎不占面积。

而换电站内,需要有电池包存放仓库、机械安装手臂以及仓库与换电站之间的分送系统。即使再精简,也需要“占领不小的地盘”。

以蔚来和中国石化合作的换电站为例,占地面积60平方米,大小约4个车位(考虑到进出车的空间,至少也需要6-8个车位空间)。采用的是蔚来二代换电站,拥有电池储量13块,每天支持312次换电。

另外换电站和充电桩都会面临同种“等候问题”,也即排队充/换电。

一个电动车流量较大的站点,充电人员频次非常高,会出现排队等充电桩、排队等换电的现象。充电桩耗时较长,往往等待较久;换电站换电较快,但如果库内电池未充满,仍然需要等待不少时间。

从投资者投入角度、消费者效率体验和成本使用角度、制造商生产标准来看。投入与使用成本成为一组矛盾,高投入下按市场规律,理应价格更高,但投资者站在先行铺设推广角度,并未把这一高成本嫁接到消费者身上。

所以,产生了一个投资者短时间无法挣钱的困难局面,也进一步限制了投资者继续推广扩展的脚步。

而制造商,包括车企和电池厂家,在没有标准执行下,各家的规格均不相同,于是会出现一种乱象:换电站数量非常多,但是支持我家的换电站,你家却不能用。

总体上而言,一项技术的大规模普及是需要在投资性价比、工程可行性、安全可控性等方面的综合发展,也需要政策支持、标准制定上的辅助,更需要用户能体验到使用成本低、使用便捷性、安全可靠性而形成信任度。

从广义上来看,换电模式推广艰难,但确实能解决充电难的长期问题;而从单一品牌/车型狭义来看,换电模式很大程度上也确实解决了充电难/慢的问题。

将来,非常有可能是这样的场景:

家充+快充桩大规模普及,几乎随处可见;

换电站针对特殊场景,如对远行车辆,有固定线路点位,或者高速服务区;

超级快充桩针对特定车辆,小范围到大范围普及。

几者相互共存,并同时互补不足,共同构成未来的补能站网络。

从目前来看,换电站还任重道远。但也不排除就是有人愿意为此“付出代价”,甘心掏钱。不过,总体而言,换电站成为主流的补能模式,还任重且道远。

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