《電子技術(shù)應(yīng)用》
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電動(dòng)汽車推廣,!充電和換電誰(shuí)更有優(yōu)勢(shì),?

2017-05-26
關(guān)鍵詞: 換電 充電 電動(dòng)汽車

  提及電動(dòng)汽車的推廣,,離不開充換電模式的爭(zhēng)論。早些年間,,充換電之爭(zhēng)曾一度十分火熱,。據(jù)媒體報(bào)道,2010年國(guó)家電網(wǎng)就已實(shí)踐換電模式,,當(dāng)時(shí)南方電網(wǎng)以充電為主,,國(guó)家電網(wǎng)以換電為主。不過(guò)后來(lái)由于整車企業(yè)跟進(jìn)少,,電動(dòng)汽車保有量少,,資金投入大卻無(wú)產(chǎn)出等問(wèn)題,國(guó)家電網(wǎng)只好在2014年把重心轉(zhuǎn)至充電模式,。

  但是,,隨著電動(dòng)汽車日益普及,用戶對(duì)充電時(shí)間的要求越來(lái)越苛刻,。一時(shí)間,,換電模式又屢屢被提及,似乎有卷土重來(lái)之勢(shì),。其實(shí),,歸根結(jié)底,,充/換電模式的爭(zhēng)議,實(shí)質(zhì)在于兩種不同商業(yè)模式的爭(zhēng)議,。

  換電模式

  換電模式最具代表性的例子莫過(guò)于Better Place公司的換電計(jì)劃,。2007年,Better Place創(chuàng)立于美國(guó),,總部位于以色列,。自創(chuàng)立以來(lái),Better Place獲得了包括通用電氣,、摩根士丹利,、匯豐、以色列集團(tuán)等企業(yè)的投資,,融資額超過(guò)8.5億美元,。2008年該公司與雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟簽訂了在以色列和丹麥的可快換電池的純電動(dòng)汽車供應(yīng)協(xié)議,計(jì)劃于2011 年在以色列,、丹麥和澳大利亞正式推出全球首個(gè)電動(dòng)汽車商用計(jì)劃,。但是,面對(duì)換電設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)施的巨額投資和多數(shù)車企的不支持,,2013年5月Better Place宣布破產(chǎn),,計(jì)劃的項(xiàng)目不了了之。Better Place的破產(chǎn)給換電模式帶來(lái)很大沖擊,,業(yè)界也重新審視了該模式的可行性,。

  優(yōu)勢(shì)顯著

  換電模式支持者認(rèn)為,Better Place的失敗并不代表?yè)Q電模式的失敗,。原因在于換電模式顯著的優(yōu)勢(shì):與現(xiàn)階段的快慢充相比,,換一組電池耗時(shí)很短,甚至與傳統(tǒng)燃油車加油耗時(shí)相當(dāng);換電模式下,,能源站在夜間利用谷電集中充電,充電完畢后送至各個(gè)換電站,。能源站可控制電池在恒溫恒壓的環(huán)境下充電,,保證了充電安全,延長(zhǎng)了電池壽命;在換電模式中,,用戶只需租用電池,,大大降低了電動(dòng)汽車的價(jià)格。此外,,因電池集中在換電站,,時(shí)后續(xù)動(dòng)力電池回收工作更便捷。

  面臨困難多

  即使換電模式的優(yōu)點(diǎn)顯著,,換電模式也仍未能成為當(dāng)前的主流,。

  首先,換電站投入成本大。以特斯拉換電站為例,,2013年6月特斯拉發(fā)布了93秒內(nèi)完成換電的技術(shù),,隨后兩年里特斯拉建立了多個(gè)換電站。其換電站僅建設(shè)成本就高達(dá)50萬(wàn)美元,,還不包括人工維護(hù)費(fèi),、土地租金等費(fèi)用在內(nèi)。好景不長(zhǎng),,2015年6月,,特斯拉宣布放棄推廣換電站。特斯拉CEO Elon Musk表示,,消費(fèi)者更傾向于選擇快速充電站,,換電技術(shù)推廣的意義不大。

  其次,,換電模式成本太大,。據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示,企業(yè)需要生產(chǎn)出1.4倍于車輛數(shù)的電池,,作為換電站的備用電池,。對(duì)企業(yè)和政府而言,都無(wú)疑是一筆巨大的成本投入,。

  再次,,技術(shù)要求苛刻。清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的專家曾表示,,乘用車電池快換主要存在兩個(gè)問(wèn)題:一是實(shí)行底盤快換,,接插件的防水問(wèn)題無(wú)法解決;二是接插件反復(fù)拉動(dòng)容易打火引起燃燒的問(wèn)題無(wú)法解決。由此可知,,在換電模式中,,對(duì)技術(shù)的要求十分苛刻。

  而后,,標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,。電池尺寸、各類接口,、不同車企電動(dòng)車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及電池標(biāo)準(zhǔn)都不同,。車企、電池企業(yè),、能源供應(yīng)方等沒(méi)達(dá)成共識(shí),,也未形成有效的利益分配和協(xié)同機(jī)制。

  最后,,責(zé)任界定模糊,,電動(dòng)汽車一旦出事故難以追責(zé),。

  充電模式

  兩種充電方式

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  電動(dòng)汽車充電方式分慢充和快充,慢充有兩種方式,,一是使用額定電流不低于16A的標(biāo)準(zhǔn)插座,,直接在家中充電,約8-10小時(shí)可充滿;二是可將電動(dòng)汽車直接在交流電網(wǎng)上充電,,充電時(shí)長(zhǎng)約5小時(shí),。這兩種方式的充電電流和功率相對(duì)較小,對(duì)電池壽命和電網(wǎng)沖擊都較小,,同時(shí),,還可在晚間電力低谷時(shí)段充電,充電成本較低,,缺點(diǎn)是充電時(shí)間長(zhǎng),。

  快充采用直流電網(wǎng)充電,30分鐘至2小時(shí)即可充至80%的電量,。但是,,快充需配套設(shè)備,成本高,,對(duì)電網(wǎng)壓力大,,還對(duì)電池傷害大。采用常規(guī)充電方式的汽車,,電池壽命為5至6年,,而采用快充的汽車,電池壽命僅為2至3年,。因此,,當(dāng)前快充僅適用于緊急用車的情況。

  配套設(shè)施建設(shè)難

  近年來(lái),,政府大力扶持充電樁建設(shè),。以2015年11月出臺(tái)的《電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南(2015-2020年)》最為代表(以下簡(jiǎn)稱《指南》)。該《指南》明確了:到2020年,,我國(guó)計(jì)劃新增集中式充換電站超過(guò)1.2萬(wàn)座,,分散式充電樁超過(guò)480萬(wàn)個(gè)。

  雖然有政策支持,,但是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)還面臨著許多挑戰(zhàn)。

  第一,,我國(guó)充電設(shè)施建設(shè)的速度慢于電動(dòng)汽車增長(zhǎng)速度,。中國(guó)在2015年就超越美國(guó),成為了全球第一大電動(dòng)汽車市場(chǎng),,特別是近兩年,,中國(guó)電動(dòng)汽車增長(zhǎng)速度進(jìn)一步加快,。如何使充電設(shè)備建設(shè)速度跟上電動(dòng)汽車增長(zhǎng)速度?使政府和相關(guān)企業(yè)面臨著巨大的壓力。

  第二,,充電站建設(shè)難,。在大城市,土地資源十分緊張,,建設(shè)大規(guī)模的充電站十分困難,。

  第三,建設(shè)成本高,,資金回本周期長(zhǎng),。據(jù)統(tǒng)計(jì),一座小型充電站需耗資超過(guò)100萬(wàn)人民幣,。一個(gè)充電樁每日使用5次才能保證5年內(nèi)收回成本,,還不包括租地費(fèi)用和人工成本等費(fèi)用。當(dāng)然,,充電樁有政府補(bǔ)貼,,但是補(bǔ)貼資金何時(shí)到位?抵消補(bǔ)貼后的收益如何?都是值得思考的問(wèn)題。

  兩種模式各有特點(diǎn)

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  ▲充/換電模式主要參數(shù)對(duì)比

  綜合前文所述,,筆者認(rèn)為換電模式在產(chǎn)品規(guī)格統(tǒng)一,、標(biāo)準(zhǔn)化程度較高的公租車(公共汽車、出租車,、共享汽車等)領(lǐng)域仍有發(fā)展?jié)摿?,充電模式更適追求個(gè)性的私家車。

  近年來(lái),,以力帆汽車,、北汽新能源為代表的車企已經(jīng)開始嘗試換電模式,上汽集團(tuán),、廣汽客車,、眾泰汽車等也在與經(jīng)營(yíng)換電基礎(chǔ)設(shè)施的公司深入探討合作,河南省新鄉(xiāng)市甚至在幾年前就開始嘗試換電模式的出租車的運(yùn)營(yíng),,青島2011年建成薛家島充換電站……

  以下圖表為本文所列舉的換電模式具體事例,,資料來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)。觀察該表可知,,換電模式之路走得并不平坦,。不過(guò),國(guó)內(nèi)以力帆汽車,、北汽新能源為主的公司對(duì)換電站的規(guī)劃值得期待,。

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  ▲本文列舉的換電模式具體事例

  專家認(rèn)為,產(chǎn)品高度標(biāo)準(zhǔn)化是換電模式大范圍推廣的前提,。與私家車相比,,標(biāo)準(zhǔn),、統(tǒng)一的公租車更具有換電模式推廣的潛力。不容忽視的是,,換電模式因自身特點(diǎn),,準(zhǔn)入門檻高、易形成市場(chǎng)閉環(huán),。

  為何說(shuō)充電模式更適私家車?

  第一,,與當(dāng)前的消費(fèi)觀念有關(guān)。一方面,,當(dāng)前以整車銷售模式為主,,車身、底盤,、電池等都是私有財(cái)產(chǎn),,用戶不會(huì)同意換電池。另一方面,,如果采用裸車銷售+電池租賃模式,,要車企只產(chǎn)出裸車放棄電池部分,絕大多數(shù)車企不會(huì)同意,。再者,,用戶只需購(gòu)買裸車,但是乘用車款式,、類別多,,要實(shí)現(xiàn)電池快換,滿足防碰撞,、抗摔,,接插件防水、防火等,,對(duì)技術(shù)的要求十分苛刻,。

  第二,不利于汽車多樣性發(fā)展,。在換電模式中,,不僅電池標(biāo)準(zhǔn)化,而且汽車接口等也許標(biāo)準(zhǔn)化,,留給車企的自主空間太小,。

  第三,未來(lái)快充技術(shù)或有質(zhì)變,。動(dòng)力電池技術(shù)與快充技術(shù)正在快速發(fā)展,,未來(lái)將可能出現(xiàn)能量密度高,充電速度快的新材料和新技術(shù),。

  綜合以上原因,,筆者認(rèn)為,換電模式在出租車,、公共汽車,、共享汽車等細(xì)分領(lǐng)域有發(fā)展?jié)摿Γ潆娔J礁m合私家車,。兩種模式在將長(zhǎng)期并存,,且互為補(bǔ)充。

  未來(lái)汽車的電氣化和智能化趨勢(shì)是明確的,,等到實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛的目標(biāo)時(shí),,將不再有司機(jī)這個(gè)職位,同時(shí)私家車也將逐漸消失,。屆時(shí),,是充電模式還是換電模式的天下?對(duì)此,對(duì)此,,您的觀點(diǎn)是什么?


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