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车电分离 前端换电:纯电动汽车发展的最优技术路径?(2)

北极星储能网  来源:中国电池网  作者:刘同鑫  2020/7/30 15:19:09  我要投稿  

伴随着首批新能源车开始逐步退役,由于标准不统一导致动力电池回收难题越来越凸显,已成为影响行业、产业甚至环境的重大问题。

根据《中国汽车流通业协会针对新能源汽车消费者的调查》显示:购车成本问题、充电续航问题、车辆保值问题和电池安全问题,这四大问题是目前消费者放弃购买纯电动汽车的主要因素,合计占比达90%。

很显然,目前的车电一体化结构方式,充电桩直充模式并不能彻底解决这四大问题,现在虽然有300KW的超级充电桩,可以在一定程度解决快速充电问题,但不能从根本上解决成本、保值和安全问题,以及制约行业发展的其他问题,包括:电池标准化和梯次利用问题、车辆残值和二手车交易问题、电网冲击和储能问题等。因此,行业要真正实现快速、健康、可持续发展,就必须寻找新的技术方案。而唯有车电分离、电池标准化并共享才是解决行业发展的最优方案。

二、车电分离、电池标准化并共享是解决行业发展的最优方案

换电模式的概念

电动汽车换电模式是通过更换电动汽车动力电池的方式为电动汽车提供电能补给的一种形式。电池更换模式主要通过换电站或换电柜实现电动汽车的电池便捷更换,并能够在换电过程中对电池更换设备、电池的运行状态进行实时监控。

2015年以前,国内电池更换的技术路线是以大巴为代表的侧向分箱换电为主,侧向分箱换电对空间要求较高,主要应用领域为电动大巴、环卫车等商用车。近三年,国内换电技术发展迅速,形成了针对不同类型车辆、不同运营场景的不同的换电技术路线。随着换电技术从商用车换电到乘用车换电,从手动换电到自动换电、从整箱换电到分箱换电,换电技术和换电产品越来越成熟,市场接受程度也越来越高。

换电模式的优势

电池更换模式目前大多应用于公交车、出租车、物流车等营运车辆,近两年越来越多的企业开始在消费端进行换电模式的积极探索。

电池更换模式的优势主要体现在以下几个方面:

(1)用户层面

1) 降低车辆购置成本

电池更换模式下,电动车可以通过“裸车销售、电池租赁”的模式进行销售,用户在购买电动车的时候,采取只买裸车,租赁电池,从而降低用户的一次性车辆购置成本,

2)提升电动汽车电能供给的便捷性

电池更换模式能够提供像燃油车加油一样便利、快捷的换电服务,可以 3分钟内完成换电,大幅减少补能时间,达到与燃油车类似的使用体验,能够满足电动汽车使用者对电能供给便捷性的需求,解决消费者“里程焦虑”、“充电等待焦虑”等问题,换电站补能网络的建设,可以很大程度上解决纯电动车的补能难题,给用户提供实实在在的便利。

3)提高了二手车保值率

采用车电分离,避免了因为电池衰减而带来的二手车残值过低的问题,用户通过换电站租用到的电池,通过商业模式的创新可以打通一条有利于电池行业和电动汽车行业可持续发展的道路。

4)提高商用车用户的适用性

电池更换模式可以弥补充电模式的缺陷,不仅可以加快补能时间,消除里程焦虑,满足电动商用车的高频补能需求, 提升商用车的营运效率。而且相比于燃油汽车较低的营运成本,增加了商用车用户的收入,实现商用车企业和用户的双赢。

(2)车企层面

1)提升整车能效

电池更换模式下,新能源车企可以减少电池的搭载量, 既能解决里程焦虑问题也可以降低车重,提高整车能效。

2)降低车辆销售成本

电池更换模式实现的车辆与电池的分开销售方式,降低了车企的销售成本和后期的电池维护保修成本,提高了车企的资金利用率。

3)促进电动汽车转型升级

电池更换模式下,车企间竞争的主要战场将从车和电池整合方面转向单车技术研发方面,有利于提高电动汽车在智能化、网络化、个性化方向发展,提高整车技术革新和产业进步,促进我国汽车工业的战略转型。

(3)电池层面

1)延长电池使用寿命

电池更换模式可以通过对电池的专业化充电与维护,提升动力电池寿命,可以对电池的电气特性进行测定,采用相对应的均衡充电策略,确保每个电池都能够充满,也可以对性能下降过快或发生故障的电池进行专业维护或更换,延长整组电池的使用寿命。

2)强化电池的使用属性

通过电池更换模式,可让电池从资产属性回归它的使用属性,有助于促进电池的流通,提升电池的使用效率。

3)提升电池的全生命周期价值

电池更换模式通过电池集中管理、梯次利用、回收处理等运营方式,能够实现闭环状态下的可持续盈利,对电池的有效回收,减少环境污染,实现效益最大化有很大帮助。

4)提高电池的安全性

电池更换模式下,可以对电池时时进行全检,能够及时暴露有安全隐患的电池,车电分离模式下,电池是独立的个体,可以方便的进行问题修复和隐患排除,安全性会得到大幅提升。

5) 促进电池的标准化统一

电池更换模式的推广和应用,对电池的兼容性提出了更高的要求,有利于促进动力电池在尺寸、规格以及技术参数的统一,降低动力电池企业在研发方面的投入成本。

(4)电网层面

1) 减少对配电网设施的改造

服务同样数量的车,电池更换模式的充电功率只有充电桩直充模式的四分之一到二分之一,可显著降低对电网负荷的影响,减少对电网的冲击。

2) 有利于电网削峰填谷

电池更换模式通过对电池的集中统一管理,可以利用谷电为动力电池充电,避开峰时充电,起到削峰填谷作用。

3) 有利于双向互动,辅助电网高峰负荷需求

相比于充电模式,电池更换模式在参与电网需求响应方面有着天然的资源优势,通过先进的 V2G 技术,电池更换模式可在日间用电高峰时段向电网释放多余电能,协助电网满足高峰负荷需求,实现储能与充电的双向互动。

(5)国家和社会层面

电池更换模式下,车企对国家补贴政策的依赖度就可以降低甚至取消,使电动汽车产业实现由政府主导型向市场主导型的转变,使车企之间进行有序的良性竞争,创造出更好的产品和服务满足消费者的需求,减少国家财政补贴的压力,有利于推动整个产业的快速崛起。

换电模式的发展现状

我国电池更换模式的发展是伴随着电动汽车产业的发展而变化的,受政策导向、技术进步、市场环境以及电动汽车上下游产业链等多种因素影响。


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