在電動汽車的供電方式上,一直以來就有充換電之爭,并且充電模式在幾年前就已經(jīng)贏得了壓倒性優(yōu)勢。時過境遷,充電模式依然占據(jù)市場的主流,比亞迪以及其他大部分企業(yè)都選用充電模式來發(fā)展純電動汽車業(yè)務,而換電模式雖處劣勢然部分企業(yè)依然不甘心,這場PK賽恐怕要加時了……
Better Place以悲傷表情謝幕
開展純電動車換電商業(yè)模式的當屬以色列電動車公司Better Place,其全新?lián)Q電模式打破電動車“價格昂貴”、“蓄電池續(xù)航能力有限”、“里程焦慮”等瓶頸的理念,在創(chuàng)立初期得到了雷諾的支持,但由于巨額的建設成本以及執(zhí)行戰(zhàn)略失誤,2013年5月26日,Better Place宣布已向法院提交申請進入破產清算程序,并在中國區(qū)官方微博上寫道:“Today is very sad and difficult for all of us-the Better Team(對于Better place團隊,今天是個悲傷與苦難的日子)”,后面是一個悲傷的表情。
換電模式,充電模式,充換電之爭Better Place的破產,就此為換電模式貼上了“完敗”的標簽,各路媒體也一致認為純電動車充換電之爭正式落幕。
換電模式重被提起
以色列新能源汽車公司Better Place以及美國新能源廠商Tesla,在私人用車領域推廣的商業(yè)換電模式雖然半路折戟,但是專業(yè)人士從未放棄對于換電模式的探索。
2016年7月12日,由中國提出,并有美、德、法等10多個國家共同參與制定的IEC國際標準《電動汽車電池更換系統(tǒng)第1部分通用與導則》(IEC TS 62840-1)正式發(fā)布。
今年召開的“2016中國電動汽車充換電服務創(chuàng)新高峰論壇”上,多年“充換電”之爭中似已落下風的換電模式又被重拾,論壇旨在探索電動汽車充換電服務商業(yè)模式的創(chuàng)新變革。
緣何重提?
目前國內生產純電動汽車的企業(yè)中,擁有雄厚電池研發(fā)實力的比亞迪以及其他大部分企業(yè)都選用充電模式來發(fā)展純電動汽車業(yè)務。即使換電模式的在市場中認可度依然很低,但是也有企業(yè)開始在換電模式上加大力度。
今年10月29日,由北汽新能源與中石化、奧動新能源和上海電巴等機構合作打造的首批10座充換電站正式交付使用,覆蓋北京中心城區(qū)、懷柔、順義等8個區(qū)縣。北汽集團計劃在明年年底北京將有200座充換電站正式運營,以滿足三萬輛出租車和網(wǎng)約車的換電需求。
雖然新能源汽車的充電換電模式爭論由來已久,但是伴隨著國家電動改革的啟動,以及換電技術的重大進步,換電模式已經(jīng)找到了準確的市場定位,換電和充電兼容模式不僅打破了純電動汽車的里程焦慮,也最大程度的解決了充電時間長,排隊停車費等問題,從經(jīng)濟效果和社會效果上看,推廣換電出租車都大有可為。
換電技術的進步,能夠在一定程度上彌補充電對于電動汽車走向普通家庭的阻礙。
首先,電動汽車充電一次續(xù)航里程只有300公里左右,由于充電站數(shù)量不足,電動汽車車主經(jīng)常要尋找特定的充電站,并且需要排隊等候,甚至在等候充電的過程中需要繳納一定的停車費。
其次,分布式的充電,有可能在瞬間對城市電網(wǎng)造成較大沖擊。再次,電池長期快充,對電池壽命有一定損害,同時它會使得電池包內的單體電芯、電壓,長期處于不穩(wěn)和不均衡的狀態(tài)。
最后,分散式充電模式下,巨量電動汽車退役電池的后處理,是亟待解決的問題。
換電模式“復蘇”
以成立于2001年的上海電巴集團為例,北京奧運和上海世博會以及之后的亞運會都成功中標,換電式營運車輛得到了非常好的實踐
集中的換電方式,可以極大的提高電動汽車的安全性,可以很好的降低對城市電網(wǎng)的沖擊,延長電動汽車的使用壽命,更好地提高社會資產的使用效率。因此,有業(yè)內人士認為,對于中國、甚至全球的商用車來說,換電模式最能解決其運行中的痛點。
分箱換電是什么鬼?
說充換電之爭已落幕還為時尚早,因為換電模式在近幾年確實取得了進展。電動汽車的換電模式有好幾種,目前以底盤換電為主,2014年4月16日中科力帆開發(fā)的LF7002CEV純電動轎車底盤換電技術取得了國家知識產權局實用新型發(fā)明專利,底盤換電系統(tǒng)主要運用于純電動新能源汽車上,當車輛電池即將沒電時,可將車輛開往專門的換電站,在3分鐘內更換完電池包,車輛可快速補充電能。
在12月17日的新能源汽車大會上,力帆集團副董事長陳衛(wèi)介紹了另一種換電方式——分箱換電,涉及到如何把大的電池分小的問題。
分箱換電主要是用傳統(tǒng)的老車進行改造的,因此力帆稱之為版本2.0,接下來力帆將逐步演進。目前力帆有完全人工的換電模式,一塊電池的重量大約是17公斤,隨著能量聚增加,重量還會進一步減少。
快換方式既有技術問題又有經(jīng)濟問題。過去連接器是一個大的電池,變成很多小塊以后,對連接器的可靠性和壽命、成本都提出了要求。
免去復雜的CAN總線,主要是芯片,力帆專門設計了一個針對電池安全系統(tǒng)管理的物聯(lián)網(wǎng)芯片。這可以給用戶很大的便利,比如在手機上可以看到每一個電芯的溫度、壓力等。
除了技術性的問題,安全的問題對于消費者來說相當重要。安全方式的解決辦法有很多,像電池管理系統(tǒng)解決了傳感和處理以及決策等問題。具體來講,首先分布式或后臺集中處理,BMS跟后面的大數(shù)據(jù)平臺都有一個分工。其次,電壓是最敏感的,不論是用三元鋰電池,還是磷酸鐵鋰的電池。再次則是形變,三元鋰電在使用過程中會膨脹,然而形變到了什么程度,對于超出異常的生命周期的就可以緊急提取出來。最后是氣味,電池一旦發(fā)生泄漏產生氣味,將會有傳感器檢測電池電解液泄漏的情況。
分箱換電一是解決了大電池包溫度均勻性的問題,二是解決了能量分散的問題。由于系統(tǒng)都是在一個完整設計的閉環(huán)系統(tǒng)里,所以可以做到淺充淺放。根據(jù)不同廠家不同性質材料體系的堅持,可以動態(tài)的選擇不同的充電曲線來延長電池的壽命。因此雙向充電機時刻都在讀取內部狀態(tài),包括電壓、溫度。整個變化過程均受雙向充電機控制。
如果在冬天充電,內部的溫度至少維持在10度以上,這樣對電池壽命的影響少,但環(huán)境溫度低于20度以下怎么處理?解決辦法就是將電池搬回能源站,使溫度起來以后再充,這個問題很好解決。但對于電池沒有拿回來的現(xiàn)象,采取的辦法是,將換電方式集中在一塊充,這樣就可以做到溫度環(huán)境可控,因此環(huán)境、溫度的控制相對成本也更高。
分箱換電不是一個簡單的技術與成本的問題,實際上它是在不改變消費者使用習慣的前提下,發(fā)展新能源汽車的另外一種模式,因此解除了消費者的里程憂慮和充電的問題。
當然,換電模式也面臨著眾多的質疑,比如商業(yè)模式如何創(chuàng)新,會不會重蹈Better Place的覆轍,關于電池標準的制定以及各方利益的博弈等等。面對質疑,包括北汽新能源、力帆等車企在內的各界人士也一直在努力。
專業(yè)人士認為,“專業(yè)化經(jīng)營”,是踐行換電模式的有效手段,即“國家以較高門檻”著力培植幾家大的電動汽車電池運營企業(yè),專門負責電池技術開發(fā)和電池集中采購、養(yǎng)護、供給,及其集中后處理,而消費者只需買裸車即可。
另外由中國發(fā)起的IEC國際標準《電動汽車電池更換系統(tǒng)第1部分通用與導則》(IEC TS 62840-1),通過主導更換電池標準的制定,規(guī)范電池更換系統(tǒng)、電池更換站、支撐系統(tǒng)、電池包等,標準化電動汽車電池更換系統(tǒng)的基本架構、組成、接口和分類,并給出電池更換系統(tǒng)的用例分析和解決方案,將會推動電動汽車產業(yè)的健康發(fā)展,擺脫了我國科研、產業(yè)化發(fā)展中對國外標準的依賴性。
不知道前以色列新能源汽車公司Better Place看到換電模式在中國的發(fā)展現(xiàn)狀,會是一種怎樣的心情。