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。

电池标准化受到的阻力对比。

手机电池标准未能统一,当时主要阻力是来自于国外一些手机巨头,而国内很多中小手机厂商对于统一标准是比较支持的。对于当时主打中低端的自主品牌,统一电池对其产品成本和售价影响不大,但是可以方便消费者换机时还可以用旧电池;事实上,在功能机时代,中国手机厂商的很多产品就直接采用了曾经销量非常大的诺基亚某几款手机的电池尺寸和接口,若干机型可通用电池,方便用户更换。可是对于外资厂商,一旦电池通用以后透明又低廉的价格却使得他们不能像以前一样卖高价而动了他们的奶酪。十多年前,我国的自主品牌与国际巨头的市场份额和影响力还有较大差距,很多方面受制于人,在行业内的话语权也较弱;我国政府制定政策也需要考虑对国际经贸关系的影响。后来随着手机向智能、大屏和轻薄发展,固定在机身内不可拆卸的一体化电池设计成为主流,统一手机电池意义变小,这项工作最终不了了之。

而在我国纯电动汽车市场上,我们本土企业一直占绝大份额,并且产业链齐全,自主化程度高,且在换电领域,我们已经有不少成功的商业实践,而目前外资企业没有任何商业化换电运营,标准可以完全由我们自己决定。

电池总产量悬殊,统一标准对社会的影响力大不同。

随着新能源汽车产业快速发展,动力电池产量保持快速增长,据高工产研锂电研究所调研数据显示,2019年中国动力电池出货量为71GWh,产值约710亿元,远超过逐渐下滑的手机电池。电动车用电在我国的能源结构中占越来越大的比重。2019年,我国新能源汽车渗透率为5%,按照国家2025年新能源汽车渗透率要达到25%的目标,动力电池产量和保有量以及电动车用电未来5年都会快速增长。

车电分离模式对于打造绿色能源生态网络有着极其重要的意义,标准化的动力电池可以与新能源储能更好的结合(关于具体实施方式,我会另外专篇论述),从而更充分利用可再生能源,以实现我国能源结构的绿色转型,这可以说是我国能源战略规划中很重要的一步棋;动力电池的标准化是极其正确的方向和必然趋势,因此国家层面才会不遗余力的推动,率先实现电动汽车电池标准的统一将为我国今后引领全球新能源发展奠定基础。

总之纯电动车的车电分离和换电标准化无论是可行性还是对全社会的积极意义都远远大于手机,两者其实没有什么可比性,作为交通工具,四轮的电动汽车更适合参照同属交通工具的电动自行车和电动摩托车。

两轮电动车行业,铅酸电池早已有事实上的标准尺寸;对于电助力自行车锂电池,2013年我国就已实施了《QBT4428-2012-电动自行车用锂离子电池产品规格尺寸》国家推荐标准,该标准目前正在重新修订中;不过电动踏板车和电摩用的锂电池的规格目前还没有统一标准,成本相对较高的锂电池是近几年才逐渐普及,随着外卖快递业的兴旺,两轮车锂电池换电模式也蓬勃发展,但目前处在无序竞争阶段,还缺乏行业标准;而摩托车制造强国日本的本田、川崎、铃木和雅马哈四大车企联盟已组成日本“电动摩托车可更换电池联盟”,抢先我们一步将电摩电池标准化,日本境内所有两轮电动摩托车将使用统一标准的可更换电池,无论何种品牌、车型或车款,均可兼容,并且电池售价有望大幅降低;将来的基础设施建设也或将由四大车企共同出资完成。其做法非常值得我们学习。

纯电动汽车动力电池包标准化工作的进展

在2017年7月12日我国已经颁布《GBT34013-2017-电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》国家推荐标准,并于2018年2月1日开始实施。该标准除了给出圆柱形、方形和软包电芯单体以及电池模块的规格尺寸外,考虑到商用车布置空间灵活性大于乘用车,在附录中还推荐了电动商用车的蓄电池标准箱典型尺寸。

乘用车动力电池包的外形尺寸、接口和协议的统一标准虽然不容易,不过近来已经取得一些实质性的重大进展。

2020年9月9日,由中国汽车动力电池产业创新联盟主办的构建车电分离模式生态圈研讨会在成都召开,联盟副秘书长王子冬在会上一针见血地指出,“要想尽快打通换电商业模式,换电站的共享是关键”。 联盟的召唤也得到了众多企业的积极响应,一汽、上汽、东风、蔚来等车企,以及宁德时代为代表的电池厂商及一些科技公司和投资公司共计20家单位成为签署《构建新能源汽车“车电分离”模式生态圈联合声明》的第一批企业,这是一步很了不起的进展。共享换电不仅落在纸面声明上,不少企业已付诸实际行动,例如广汽、北汽和长安的一些车型已经率先实现共享采用奥动新能源的技术的换电站,甚至蔚来也投资入股原来主要服务北汽的奥动,换电市场上分别主打高端个人用户市场和营运车市场的这两大主要玩家之间的合作令人期待。看好换电商业前景的还有国际资本,如世界500强的日本软银集团和法国电力集团分别与奥动新能源和北汽新能源达成战略合作,不仅为换电模式在国内的普及助力,将来还可能把我国的换电车型和运营模式推广至国外。

国家能源局2020年第5号公告文件显示,《电动汽车快速更换电池箱锁止计构通用技术要求》、《电动汽车快速更换电池箱冷却接口通用技术要求》、电动汽车快速更换电池箱通用技术要求》、《电动汽车充换电站工程施工和竣工验收规范》和《纯电动乘用车底盘式电池更换系统通用技术要求》共有5项推荐性标准行业标准于2020年10月23日获批发布,并将于2021年2月1日起正式实施。该批次标准从立项至发布,整个历程超2年,累计征集上百条意见。

相信在相关部门的正确指引下,最关键的换电电池外形尺寸、接口和协议标准的统一会较快实现,因为企业看到这对企业自身和消费者都有利,就像秦始皇统一中国后实施书同文、车同轨一样是历史必然,企业有动力,更有压力,不顺应标准就很可能被淘汰。共享换电好比阳关大道,而各自建换电网络犹如走独木桥,因此预计相关企业都会积极踊跃地参与。

除了换电标准的统一以外,换电模式的推广还有一个关键是对不同市场和使用场景,应找到适合的模式。

国家工信部近日明确表示,支持各地创建车电分离模式发展试点,鼓励企业根据使用场景研发换电模式车型,动员地方制定相关政策,创建试点促进产业发展。

实践证明,出租车这种场景,目前现有的整车换电模式就很适合,但对于私家车尤其是面对普通大众的经济型车,这种整车换电模式的电池利用效率低,所以运营成本高,没有盈利空间,基于成本的定价对运营商和私家车主都不合算,不能被普遍接受,很难大范围的推广实施。 蔚来汽车为提振销量而推出的不限次数免费换电政策违背基本市场经济规律也势必不能持久。 要想高效利用电池,最好是车闲置的时候,电池不要一起闲置,取下来供其它车共享使用。 然而目前各家的换电都需要专用设备,只能到固定的换电站操作,卸了电池的车就自己不能走只能趴窝; 所以如果想要实现更方便的共享,就要摒弃整车换电的模式,将电池包一分为二,车上至少需要留一块较小的电池A作为基础配置,把平常用不到的电池容量分出另一块电池B共享出去,从车上拆下这块电池B后用户仍可以使用电池A轻松地把车开回家。这就是随车标配基础电池包另加根据需要租用的标准增程电池包方案,用户平常以标配电池包充电为主,以部分换电(部分电池共享)作为补充。

对于90%以上的个人自用车主来说,有200公里续航就够通勤等日常需要了,消费者为每多100公里续航一般需要多花至少1.5万元,这多余的电池容量和重量对他们来说大部分时间是浪费和负担;所以一般来说,整车厂只要给每台车标配一块200公里左右续航的电池包就够了,由共享电池运营商给用户提供方便的增程电池租赁服务即可解决长途续航问题。

同一个标准电池包给中大型车提供的续航远远低于小微型车的问题,也可以用上述方法解决,就是空间大的车就标配大些的基础电池包,车底盘的空间依然可以充分利用,两块电池包合计的续航可做到不低于一块大电池包的非换电车型,并且又享有反复快速加电的便利。 此方案兼具非换电车型和可换电车型的优点,而且用户的综合用车成本也可以大幅降低。

增程电池可以是快速可拆换式在车内安装的,也可以是外挂的。 前者需要统一尺寸,后者只需要统一接口及数据通讯协议。 在电池技术取得根本性突破之前,对纯电动车C端市场和部分营运车来说,共享增程电池,换电与充电结合应该是比整车换电更适合的续航解决方案。

如果部分换电/共享增程电池模式得以推广实施,可以较好地解决纯电动车续航和补电等痛点,购车成本也大幅降低至与燃油车持平,不需要补贴也可以大大加速纯电动汽车的普及。 国家鼓励支持换电模式创新,共享增程电池模式恰好契合一些应用场景的需要。

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