我国新能源汽车产业经过十多年的发展摸索和总结经验,决策层和业界越来越多有识之士已认识到充换电两种模式都是必不可少的加电方式,两种模式各有优势,应相互结合,相互补充。

换电

我国新能源汽车产业经过十多年的发展摸索和总结经验,决策层和业界越来越多有识之士已认识到充换电两种模式都是必不可少的加电方式,两种模式各有优势,应相互结合,相互补充。国家层面已将充电站和换电站建设都列入新基建,工信部副部长辛国斌近日明确表示将“继续大力推进这种充换电基础设施建设,进一步完善相关技术标准和管理政策,鼓励企业根据使用场景研发换电模式车型。”

换电模式的未来发展以及标准统一有很多人看好和支持,但也不少人不看好,认为难度太大,统一不了,其中有一种比较有代表性的说法是说很多年前国家有关部门就曾经试图制定统一的手机电池标准,遭遇不少阻力,研究了数年最终却没有任何结果。

那么,统一纯电动车电池标准的努力有可能重蹈手机电池的覆辙吗?

下结论之前,我们需要认真细致做全方位的对比和客观的分析,看有没有什么可比性。

虽然电池在手机和电动车上都是必不可少的组成部分,手机和电动车都是人们生产生活中的重要工具,除此以外,还能找出什么别的共同之处吗?前者是通讯工具,后者是交通工具,它们有太多不一样,兹列举如下:

电池在整机成本中的占比差别大。

前者电池仅仅占整机成本1-5%,后者却占20%(高端车如蔚来ES6起价35万元、电池价值7万元)-50%(经济型车)。因此车电分离对降低纯电动车售价的意义远远大于手机。

电池容量和成本殊异。

手机电池一般只是一颗聚合物电芯,容量一般不超过5安时,能量不超20瓦时;而电动汽车电池体量要大很多,储电量动辄数十千瓦时,高者甚至上百度,比手机电池储能高3到4个数量级。

电池开发成本迥异。

手机电池通常使用的聚合物电芯有一个特点就是其尺寸定制很方便,并没有多少研发和开模的成本,因此统一手机电池标准对厂商降低产品成本作用不大。

而电动车的电池包是一个复杂得多的系统,由很多部件组成,厂商为每一款车定制研发一款电池包要花费很多时间和人力物力,涉及很多定制费用和模具成本,且每一款电池包还必须要通过国家质检部门严格的检验认证,才能进入公告,开发成本高昂,尤其市场销量小的车难以收回成本。如果电池标准化,企业可以省去这一大块电池设计开发成本,而把资源和精力集中放在车的研发上。

用途不同,应用环境不同,用户需求偏重不同。

手机是随身便携通讯工具,现在的智能手机拓展了很多丰富多彩的功能,然而其基本功能仍然是通讯。大部分人使用手机的大部分时间是在室内,没电了,随时可以插上充电器,而且可以一直插着边充电边使用;即使偶尔外出,在许多场合包括汽车、高铁上也有220VAC插座或5VDC插座可以充电,自然很少有人担心手机电池的续航,人们更注重手机的轻薄和美观。可换电池设计的手机后壳难免要留明显的接缝影响美观,故此更轻薄也更美观的一体化设计大行其道。

相对照,车作为交通工具,满足远距离出行是人们对其最根本的需求,而纯电动车最大痛点一直是续航焦虑,且汽车充电又远远不如手机方便。一旦没电了,车就完全不能移动,也无法凭人力推去充电站,驾乘者陷于困境。目前纯电动车行驶中的移动充电还只是在实验探索中,可用的只有固定的充电模式,充电时就必须停下来等着,为此要耗费较长的时间,不能边充边走,不像手机一样可以边充边用。

只有换电模式才能给用户提供相当于甚至优于燃油车加油的体验,并且只有换电标准化才能解决通用性问题也就是可用换电站少和可用电池少的问题。且换电设计绝大多数情况下丝毫不影响车的美观。

厂商的追求不同。

现在同档次的主流手机电池容量和续航均很接近,能满足绝大多数人的需要,手机电池容量只是手机性能中比较次要的一项参数,已不再是厂商宣传重点,性能比拼更多的是CPU和显卡速度、内存大小和拍照效果。

电动汽车相对同级别的燃油车来说,高出来的成本基本就是高昂的电池成本,它是影响电动车普及的一大障碍。全世界范围绝大多数车企已经看清未来发展方向是新能源车必将淘汰燃油车,都在加紧转型,力争在百年一遇的大变革中跟上时代潮流,尤其是在纯电动车型的销量上展开比拼。车电分离+换电标准化可以给电池和整车厂商带来很大好处,包括可以大幅度降低车价以显著提升销量,更好地解决续航和补电问题,缩短纯电动平台产品的开发周期,还可以减轻整车厂的售后工作,因此厂商有动力积极参与。

快充对电网的影响不可同日而语。

手机充电功率一般是5V1A才5W,目前华为超级快充最高达到55W,充其量也就是一个普通家用灯泡的功耗。

而汽车快充功耗远远大于任何家电,是工业级别的,目前特斯拉V3超充桩最高功率已经达到250千瓦,一台车开始快充就相当于200多台一匹的空调瞬间同时启动,对电网是非常大的冲击。因此发展快充很受有限的供电能力的制约。

在充换电以外其它可选补电办法的比较

手机除了墙插充电外还可以接充电宝,买一个只需几十元,所有手机都可以用,大家也可以共用,很方便易用,较好地解决了外出时的补电需求。

电动汽车也有类似的补电模式,一种是低速电动车和理想汽车采用的燃油发电增程器,可谓随车自备充电宝;另一种是以蔚来为代表的加电车或保障车,采用是装载着巨大的电池堆或者燃油发电机的商用车,可谓大号公用充电宝。燃油发电不环保且转化效率低就不说了。而带大型电池堆的加电车的车重数倍于一个普通乘用车,其能耗自然也数倍于普通乘用车,无论购置还是使用成本都很高,只适合满足临时应急之需,不能作为日常补电之用。而且把电能先充进加电车,然后再放出来充给乘用车,多一次充放电转换,要多损耗10%电能,更要损耗加电车电池有限的充放电循环寿命,再考虑到电池制造过程中的能耗和排放,用电池的加电车比用燃油的加电车综合能耗和排放也低不了多少。

在此仅粗略做个经济性的估算和对比。手机充电宝充放电一次成本极为有限,按500次寿命算价值50元的充电宝用一次也就0.1元成本,电能转换损耗零点几瓦时可以忽略不计,比直接插市电充电成本也高不了不少。而电动乘用车假定一次用加电车充50度电,50度的电池价值约5万元,电池循环寿命假定有1000次,每次电池折旧大约50元,另外转换中的电能损耗约5度成本约5元,再加上加电车的折旧、往返能耗和人工成本,这种方式加电的成本不仅是手机充电宝充电成本的上千倍,而且也数倍于将车直接连接充电桩充电的成本。

电池使用强度不同,平均使用寿命不同,厂商质保时间不同。

手机是高使用频次的消费类电子产品,生命周期较短,更新换代快,平均使用寿命也较短,根据2018年国际调研机构Counterpoint的数据,中国平均更换手机的周期为22个月。我国三包法规定手机电池的质保期和整机都只有1年。在使用强度较高,电池一天一次深度充放电循环的情况下,22个月后电池往往已经出现显著衰减,没多少残余价值。二手手机用户往往需要更换新电池。

而汽车是大型耐用消费品,使用寿命明显更长,消费者平均换车周期也更长。我国已经取消私家车的报废年限规定,营运车辆强制报废年限是8年,也比手机的平均使用寿命要长很多。照我国目前相关政策,新能源车动力电池质保不得低于8年或12万公里,而私家车年平均行驶里程只有1.2万公里,照此计算,纯电动车电池可用年限比手机电池长很多。

整机可利用空间对比。

手机是越轻就越易携带,但智能手机屏幕越大看着越舒服,两个需求是矛盾的,因此手机的设计追求整机要尽可能轻薄,电池的外型就需要服从整机设计的要求。

手机已经高度集成,几乎没有什么空间可以压榨,而汽车还有不少空间可挖掘,除了底盘和前后排座位下的空间以外还有尾箱空间可以利用,甚至可以不受车本身空间局限,以拖挂方式利用外部空间。如果将来科技进步到出现完全不怕碰撞的电池,那么车头的空间也可以用来放电池,甚至将电池兼作缓冲吸能材料。

汽车虽然也追求轻量化,但外型设计不需要很薄,甚至很多人追求的是大尺寸和大空间带来的舒适和体面。基于同一款设计合理的标准化电池包来开发若干款适合不同市场需求的车型也不存在什么大的问题。

电池共享的空间/潜力/前景反差大。

大部分人手机随身须臾不离,一天到晚都不时要用,一个手机必须要始终带一块电池,只有额外的电池才可能共享。

相对照,有统计显示,中国总计约1亿辆私家车在超过90%的时间里都是闲置的。纯电动车闲置时,电池也跟着一起闲置,其实有很大潜力可以挖掘,只要想办法将电池与车分离,就可以更充分地利用。大部分车主不愿意将其爱车与他人共享,因为私家车有很多私人属性,是家以外的另一个私人专属空间,而且卫生清洁也是一个重要因素。但如果车电能分离,标准化的电池共享就不存在这些问题。而且价值动辄数万元的电池即使闲置不用也在不断贬值,是一个耐用消费品,但如果共享却可以将其利用率提高数倍,变成一个不断产生收益的资产。

王思聪曾断言共享手机充电宝这样低价值的产品的共享商业模式绝不可能成功,然而结果却大大出乎其意料;纯电动车共享电池模式成功几率显然更大得多,它甚至很可能比备受停车、卫生、违章、擦碰和毁坏等诸多问题困扰的共享汽车市场规模要大。

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