作者|周霜降? 編輯|阿峰? 排版|浩天
6月9日,繼福特之后,通用汽車宣布明年起接入特斯拉的超級(jí)網(wǎng)絡(luò),涉及1.2萬(wàn)個(gè)超級(jí)充電樁。
另一邊,蔚來(lái)的換電站也在加速滲透。5月30日,湖南首座蔚來(lái)第三代換電站開(kāi)業(yè)上線,標(biāo)配了蔚來(lái)最新發(fā)布的500kW超快充樁。
換電和超充都可以幫助用戶緩解充電難的擔(dān)憂,但哪種選擇更好呢?誰(shuí)的勝算更大?
車百智庫(kù)(微信:EV100_Plus)作為一家由中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)聯(lián)合權(quán)威機(jī)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)鏈頭部企業(yè)共同發(fā)起成立的專業(yè)研究機(jī)構(gòu),基于此,課題組在《2022新型交通能源基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報(bào)告》中,通過(guò)多方調(diào)研、咨詢和討論,對(duì)解決新能源汽車補(bǔ)能的瓶頸性問(wèn)題進(jìn)行了深度解讀,供行業(yè)人士參考。以下是對(duì)報(bào)告的部分截取。
問(wèn)題一:電動(dòng)車補(bǔ)能領(lǐng)域,有哪些企業(yè)入局?要如何布局才能搶占先機(jī)?
換電模式的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在提升補(bǔ)能效率、降低用戶購(gòu)車成本以及電池統(tǒng)一管理等方面。首先,“車電分離”模式通過(guò)將汽車和電池獨(dú)立銷售,可以有效降低消費(fèi)者的購(gòu)車門檻,并提高電動(dòng)汽車保值率。其次,換電運(yùn)營(yíng)商通過(guò)對(duì)電池精細(xì)化管理,能保障充電過(guò)程安全,并可利用電池健康狀態(tài)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為電池價(jià)值評(píng)估與流轉(zhuǎn)提供相關(guān)依據(jù),同時(shí)為金融機(jī)構(gòu)對(duì)電池資產(chǎn)性能的判斷、保險(xiǎn)等提供參考。
此外,換電模式也有利于推動(dòng)動(dòng)力電池回收利用,釋放全生命周期價(jià)值。一方面,以換電站為單位進(jìn)行統(tǒng)一管理能有效降低動(dòng)力電池回收難度。另一方面,換電模式對(duì)電池進(jìn)行均衡管理,且所使用的動(dòng)力電池型號(hào)、能量密度、使用強(qiáng)度和使用場(chǎng)景相對(duì)統(tǒng)一,因此退役電池狀態(tài)具有更高的一致性,基本可滿足梯次利用的可靠性和安全性要求。
中國(guó)布局換電運(yùn)營(yíng)的企業(yè)主要分為四類。
一是奧動(dòng)新能源、伯坦科技等第三方換電運(yùn)營(yíng)商。二是車企背景的換電運(yùn)營(yíng)商,例如藍(lán)谷智慧能源、易易換電、Nio Power 分別是北汽新能源、吉利、蔚來(lái)旗下的換電運(yùn)營(yíng)品牌。三是能源供應(yīng)商拓展充換電業(yè)務(wù),國(guó)網(wǎng)、南網(wǎng)、中石化、國(guó)電投、協(xié)鑫能科等能源企業(yè)探索換電+充電綜合能源服務(wù)站。四是電池企業(yè),通過(guò)整合行業(yè)資源尤其是標(biāo)準(zhǔn)化電池推動(dòng)行業(yè)需求來(lái)提升電池訂單。截至 2022 年 5 月,面向乘用車市場(chǎng)的換電站建設(shè)數(shù)量約 1519 座11,主要集中在一線城市及新能源汽車推廣較好的地區(qū)。北京的換電站數(shù)量最多,共計(jì)270 座,其次是廣東 (204 座)、浙江 (145 座)。
奧動(dòng)、蔚來(lái)及伯坦是現(xiàn)階段中國(guó)乘用車換電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運(yùn)營(yíng)的主力軍。截至?2022 年 5 月,奧動(dòng)運(yùn)營(yíng) 440 座換電站,服務(wù)品牌相對(duì)集中、電池規(guī)格相對(duì)一致的運(yùn)營(yíng)車,已在幾十個(gè)城市開(kāi)展出租、物流、分時(shí)租賃等場(chǎng)景換電服務(wù)。奧動(dòng)與北汽、上汽、長(zhǎng)安、東風(fēng)、廣汽、一汽等車企開(kāi)展換電合作,兼容多品牌多車型的換電。伯坦與東風(fēng)、力帆等車企已開(kāi)發(fā)分箱換電車型,建成并運(yùn)營(yíng)換電站108 座。蔚來(lái)運(yùn)營(yíng) 971 座,服務(wù)本品牌私人乘用車。
在超充方面,電動(dòng)汽車及上下游供應(yīng)鏈、充電網(wǎng)絡(luò)、電力系統(tǒng)等全生態(tài)企業(yè),圍繞電動(dòng)汽車?800V 高壓平臺(tái)架構(gòu)與大功率充電,在技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與推廣等方面展開(kāi)了深入實(shí)踐。
2020 年之前,已上市車型的電壓多在 300V-500V 之間,充電速率普遍不高。從 2020 年開(kāi)始,600V-800V 高壓車型逐步走向市場(chǎng)。2021 年之后,為匹配用戶快速補(bǔ)電需求,各大車企布局大功率高壓快充車型,保時(shí)捷、奧迪、廣汽、小鵬等國(guó)內(nèi)外車企均在推動(dòng)基于 800V 及以上高壓平臺(tái)的車型。
問(wèn)題二:換電VS快充,究竟哪個(gè)模式好?
換電基礎(chǔ)設(shè)施未納入城市整體規(guī)劃,會(huì)遇到電力增容困難、布局不合理等諸多問(wèn)題,充電樁規(guī)?;涞厮媾R的尷尬在換電模式上同樣存在。同時(shí),目前行業(yè)內(nèi)對(duì)于換電站屬性沒(méi)有明確定義,政府層面也沒(méi)有明確的牽頭主管部門統(tǒng)籌協(xié)調(diào)換電站的建設(shè),在換電設(shè)施建設(shè)中會(huì)遇到,地方報(bào)備機(jī)制和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不明確、差異大的問(wèn)題,這些問(wèn)題限制了換電站的精準(zhǔn)布局和推廣速度,也增加了運(yùn)營(yíng)成本。
跨企業(yè)、跨品牌的電池包標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一進(jìn)展慢,不同換電技術(shù)路線也難以兼容目前,不同主機(jī)廠的動(dòng)力電池規(guī)格各異,連接部件各異,換電站的換電方式也存在巨大差異,無(wú)疑影響了電池包的互換性和換電站的通用性。電池標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一在技術(shù)層面的難度不大,主要涉及電池規(guī)格、機(jī)械連接、電氣連接、通信協(xié)議、管理系統(tǒng)等。
然而,推進(jìn)電池總成與接口的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化涉及多方利益糾葛。主機(jī)廠不愿放棄自主掌控電池體系,或者向外開(kāi)放自己的技術(shù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),從而淪為只做車架的主機(jī)廠。實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化電池包,也可能壓縮整車企業(yè)的設(shè)計(jì)空間,影響企業(yè)的研發(fā)生產(chǎn)和品牌經(jīng)營(yíng),也會(huì)一定程度上使電動(dòng)汽車產(chǎn)品趨同,不利于滿足多樣化的汽車消費(fèi)需求。
同時(shí),現(xiàn)在車型公告機(jī)制和換電重卡商業(yè)模式不匹配,跨品牌、車型、容量的電池互換受限,影響了電池作為移動(dòng)能源載體的共享利用。
電池在充放電及存儲(chǔ)過(guò)程中存在安全隱患。換電站內(nèi)存儲(chǔ)有多塊電池,動(dòng)力電池電化學(xué)特性使其在充放電與儲(chǔ)存過(guò)程中具有一定的燃爆特征,存在安全隱患。我國(guó)汽車行業(yè)在換電領(lǐng)域制定的首個(gè)基礎(chǔ)通用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?GB/T40032-2021《電動(dòng)汽車換電安全要求》 已于 2021 年 11 月開(kāi)始實(shí)施。目前對(duì)于計(jì)量,通信和運(yùn)行平臺(tái)等涉及數(shù)據(jù)安全的內(nèi)容尚未形成統(tǒng)一有效的防范和監(jiān)管,需考慮對(duì)換電站的電池狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),規(guī)范監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)避電池狀態(tài)異常造成的意外事故。
但高壓快充推進(jìn)也存在協(xié)同瓶頸。
車型開(kāi)發(fā)方面。一是電池系統(tǒng)安全與全氣候熱管理挑戰(zhàn)。研究機(jī)構(gòu)與行業(yè)企業(yè)正積極通過(guò)電化學(xué)體系、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、算法等改進(jìn),平衡動(dòng)力 電池的充電倍率和能量密度,以及成本、壽命、安全性。同時(shí)基于多面冷卻技術(shù)、電池系統(tǒng)和高壓架構(gòu)耦合設(shè)計(jì)、電動(dòng)汽車和充電樁耦合增效等方案解決熱失控、低溫充電問(wèn)題。二是碳化硅器件供應(yīng)困局。碳化硅產(chǎn)能保障需要改善原材料供應(yīng)、提高原材料利用率、持續(xù)產(chǎn)能投資。三是高壓絕緣、軸承電腐蝕、高壓 EMC 問(wèn)題。目前主要解決路徑包括絕緣監(jiān)測(cè)、防電腐蝕技術(shù)、EMC 抑制技術(shù)等。
充電布局方面。一是大功率充電標(biāo)準(zhǔn)尚未正式出臺(tái)。2015+和 ChaoJi 兩套標(biāo)準(zhǔn)各有優(yōu)勢(shì),路線選擇影響布局進(jìn)度,標(biāo)準(zhǔn)編制單位正在積極推動(dòng)大功率充電標(biāo)準(zhǔn)的驗(yàn)證與落地。二是車樁布局先有雞還是先有蛋的問(wèn)題。車企和樁企之間統(tǒng)一節(jié)奏,充電運(yùn)營(yíng)商適度提前布局,同時(shí)車企高壓車型逐步投放。三是大功率充電站如何更友好和經(jīng)濟(jì)地并入電網(wǎng)。行業(yè)企業(yè)積極應(yīng)用配儲(chǔ)、充換電耦合、功率柔性分配、智能有序充電等技術(shù),減少對(duì)電網(wǎng)的功率需求。四是車樁電壓兼容。主機(jī)廠主要采用升壓的 DCDC 方式、電機(jī)升壓,以及電池模組串并聯(lián)等解決方案。五是如何提升大功率充電樁利用率,減輕重資產(chǎn)投入。車企與充電運(yùn)營(yíng)商積極探討資源共享方式,并按照功率利用率收取服務(wù)費(fèi),打造超充車位差異化服務(wù),超充充電場(chǎng)站也在規(guī)劃參與需求響應(yīng)、輔助服務(wù)、綠電消納,創(chuàng)造額外收益。
問(wèn)題三:換電站發(fā)展的關(guān)鍵:通用性和安全性,數(shù)據(jù)資源的充分利用能否成為突破口?
提升通用性和安全性,充分利用數(shù)據(jù)資源的價(jià)值將是換電站的發(fā)展方向。
強(qiáng)化換電站建設(shè)的統(tǒng)籌規(guī)劃。將換電站配套設(shè)施建設(shè)列入專項(xiàng)規(guī)劃,進(jìn)行精準(zhǔn)布局,明確牽頭主管部門與審批流程,統(tǒng)籌協(xié)調(diào)換電站建設(shè)所需的土地、電網(wǎng)建設(shè)等保障措施,引導(dǎo)行業(yè)有序發(fā)展。
加快共享?yè)Q電的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。考慮基礎(chǔ)設(shè)施共享互換,考慮市場(chǎng)的存量,采用統(tǒng)一的技術(shù)路徑,避免資源的浪費(fèi)和同質(zhì)化的競(jìng)爭(zhēng),為行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造更加良好的營(yíng)商環(huán)境。同時(shí),建議工信部在現(xiàn)有換電車型公告基礎(chǔ)之上,允許車企根據(jù)市場(chǎng)需要進(jìn)行子公告的拓展,在保障安全的基礎(chǔ)之上,允許在已公告并上牌的車輛上使用不同規(guī)格的電池,從而使電池作為移動(dòng)能源的資產(chǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)合法的共享運(yùn)營(yíng)。
探索電池全生命周期運(yùn)營(yíng)管理。推動(dòng)車企、電池企業(yè)、車隊(duì)、換電運(yùn)營(yíng)商、能源公司、回收利用企業(yè)等加強(qiáng)合作,建設(shè)動(dòng)力 電池全生命周期共享數(shù)據(jù)平臺(tái),打通跨企業(yè)數(shù)據(jù)通路,加速數(shù)據(jù)資源的整合流通,開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)商業(yè)價(jià)值。實(shí)現(xiàn)電池資產(chǎn)可溯源、可監(jiān)測(cè)、可流通,完善電池資產(chǎn)全周期管理服務(wù),以延長(zhǎng)電池使用壽命、提升電池安全性,并大幅提升電池上游材料關(guān)鍵戰(zhàn)略資源安全性。同時(shí)鼓勵(lì)地方政府與企業(yè)加快建立自有換電基礎(chǔ)設(shè)施的安全管理體系,鼓勵(lì)換電企業(yè)參與和開(kāi)展安全管理技術(shù)措施的研究,完善用電、消防等安全管理有關(guān)制度和標(biāo)準(zhǔn)。
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* 本文源自研報(bào):《2022新型交通能源基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報(bào)告》