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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?(3)

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  

我国电池更换模式应用最早出现在2008年北京奥运会,当时在专用大巴车领域率先试水电池更换。2011年,国家电网公司开始提供主要为公交和大巴车提供换电运营和电池租赁相关服务,提倡“换电为主,充电为辅”。雷诺曾在欧洲通过Better Place开展换电和电池租赁的商业模式,推广电动汽车。近年来蔚来、北汽、力帆、伯坦、时空电动、联合汽车等企业一直在持续开展电池更换技术的研发和商业模式的推广工作, 换电设施在成本、占地面积、效率等方面取得了重大改进。

换电模式相关政策

(1)国家支持政策

2019年,随着国家发展改革委、生态环境部、商务部发布《推动重点消费品更新升级畅通资源循环利用实施方案(2019-2020 年)》,明确指出要推广新能源汽车电池租赁等车电分离消费方式,降低购车成本。换电模式作为充电模式的重要补充依旧发挥着积极作用。换电模式目前主要应用于公交车、出租车、物流车、分时租赁等营运车辆领域,但随着近几年新能源车企的持续发力,换电模式在私家车领域的应用也开始逐渐发展起来。

2018年12月10日国家发展改革委等4部门印发《提升新能源汽车充电保障能力行动计划》的通知(发改能源〔2018〕1698号),提出“继续探索出租车、租赁车等特定领域电动汽车换电模式应用”。

2019年2月国家发展改革委等7部门印发《绿色产业指导目录(2019年版)》,其中包括换电设施制造、换电设施建设和运营。

2019年6月6日,国家发展改革委等3部门印发《推动重点消费品更新升级畅通资源循环利用实施方案(2019-2020 年)》的通知(发改产业〔2019〕967号) ,其附件《推动重点消费品更新升级畅通资源循环利用实施方案(2019-2020年)》中提出要“加快发展使用便利的新能源汽车”,要求“聚焦续驶里程短、充电时间长等痛点,借鉴公共服务领域换电模式和应用经验,鼓励企业研制充换电结合、电池配置灵活、续驶里程长短兼顾的新能源汽车产品。推进高功率快充、无线充电、移动充换电等技术装备研发应用,提高新能源汽车充换电便利性”。为支持换电模式电动车的发展,需不断改善配套基础设施,“中央和地方财政继续对充换电等基础设施建设和配套运营服务给予支持”。

2019年10月30日,国家发展改革委修订发布《产业结构调整指导目录(2019年本)》,将换电技术路线明确加入鼓励类发展项目(第十六项第4条)。

2019年12月3日,工信部装备司对《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿)公开征求意见,其中在第六章 完善基础设施建设中,提出鼓励开展电池更换模式应用,提高充电便利性和产品可靠性的发展规划要求。

(2)地方支持政策

《北京市新能源小客车公用充电设施投资建设管理办法》提出“符合国家及本市相关要求的公共充电设施,可申请不高于项目总投资30%的政府固定资产补助资金”。为贯彻落实《北京市人民政府关于印发北京市打赢蓝天保卫战三年行动计划的通知》(京政发〔2018〕22号),促进出租汽车结构性调整,北京市发布《关于对出租汽车更新为纯电动车资金奖励政策的通知》 对出租汽车更新为纯电动汽车给予资金奖励政策,奖励标准为“比照纯电动出租汽车生产环节电池采购价格,每辆车奖励上限为7.38万元,获得资金奖励的车辆技术条件包括车辆续航里程原则上不低于300km,具备充换电兼容技术,以快速更换电池为主;车辆电池与充换电站技术相匹配”等。

《厦门市2016年新能源非公交汽车推广应用财政补贴办法》中提出“对新建的公用、专用换电设备给予投资额30%的财政资金补贴,直流换电设施上限不超过495元/千瓦、交流换电设施上限不超过150元/千瓦”。

《广州市电动汽车充电基础设施补贴资金管理办法》提出“换电设施项目按照2000元/千瓦的标准补贴”。

现有换电方案存在的缺陷和瓶颈

纯电动汽车换电的商业模式发展历史较短,大约有10年时间,最初由以色列的Better Place公司创造,并和雷诺公司合作进行换电模式的推广。此后,美国的特斯拉、国内的北汽奥动、国家电网、蔚来、时空电动、伯坦等都进行了换电技术的开发和运营模式的推广,他们采用的技术方案分为两种,一种是底盘上下整体摘取电池,一种是底盘两侧左右推拉进出电池,这两种方案经过5、6年的推广、验证,实践证明这两个技术方案是不成功的。从实践效果看,这两种技术方案过于复杂,电池无法实现标准统一和共享,每种技术方案对应的车型和厂商都是各自为战,无法统一标准,换电站投资大,运营成本高,换电业务量少,盈利能力差,推广速度慢,有些公司已无法持续经营。BatterPlace已破产,特斯拉已放弃,国内的这几家也举步维艰。

究其原因在于这两种换电技术方案的适应性和经济性有问题,在具体市场实践中存在三大难以逾越的障碍。

(1)技术复杂,建站成本高,盈利能力差

由于电池采取底盘摘取和两侧推拉进出的技术方案,使车辆端和换电设施端的机械结构过于复杂,制造、运行成本高,占地面积大,投资成本高,单品牌车系换电业务量少,收益率差,回收期长,自身很难产生盈利,不具备投资价值,只是作为车辆销售的一种促销和服务手段,所以不可能大规模密集布设,缺乏了便利性,用户接受程度低,无法持续经营。

(2)电池标准难以统一,无法实现共享

目前,国内主销的新能源乘用车车型近 100 余款,未来还会大幅增加,现有换电技术方案采取底盘摘取和两侧推拉进出的方式,使电池很难实现标准化和通用性,电池更换模式可覆盖的车型极为有限,但鉴于换电站初期的巨大投入,必然要求其要保有一定数量级的换电用户群体。这就要求电池必须要实现标准化和兼容性,简单说就是让电动车的电池做到如同现在燃油车的标准化燃油标号一样。但现有的两种换电方式在车辆端的结构方案很难实现电池的标准化,这是目前制约换电模式推行的最大障碍。

(3)建站难度大,周期长

现有两种换电方案由于技术过于复杂,使换电站建设占地面积大,投资成本高,在换电站建设时既要考虑地价因素又要顾及交通的便利性,站址选择不够灵活,建设、审批周期长,推广速度慢。

三、换电模式成立的商业逻辑和核心要素

通过上面的分析我们可以看到,换电模式作为一种商业模式要成立,就必须要遵循基本的商业逻辑,这个商业逻辑我们总结为:

第一.运营换电服务必须要有一个独立的第三方来运营,也就是这个独立的第三方向所有的车企、车系、车型提供换电服务,打破各自为战的局面,减少重复投资。

第二.这个独立运营的第三方必须要获得高于市场平均收益率的收益,也就是投资换电服务能获得较高收益,这个收益是可持续的商业模式才能成立。

第三.必须要有一个技术方案支撑这个投资收益率和这个商业模式的成立。

第四.这就要求这个技术方案投入要少、收入要高,这个技术方案要结构简单、兼容性强,这就要求换电站的制造和运行成本要低,电池要标准化、通用性强、换电业务量要大。


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