新能源汽车新风口!“换电模式”知多少?

发布日期:2024-05-06  来源:国际能源网

核心提示:目前,电动汽车电能供给方案主要分为直流大电流充电、交流慢充方式、电池更换方式及无线充电四种方式。中国工程院院士陈清泉曾在
 目前,电动汽车电能供给方案主要分为直流大电流充电、交流慢充方式、电池更换方式及无线充电四种方式。中国工程院院士陈清泉曾在其《双碳目标下充换电发展机遇》主题演讲中提到:
传统充电方式充电时间长、受环境温度影响较大,而大功率快速充电会加速电池组的老化,降低电池安全性。而采用电池组更换方式的电动汽车在补能时间、电池使用率、采购成本等方面具有显著优势。整体来说,换电模式既符合推动电动汽车模式创新的要求,又能解决纯电动汽车在普及过程中的难点问题,为用户的绿色智慧出行带来全新的选择,具有可观的社会效益,因此,换电模式的纯电动乘用车在换电站普及之后将会被广泛应用于市场。那纯电动汽车换电方案具体有哪些优势?有哪些分类?面临哪些机遇与挑战?本文将详细为大家分享。什么是换电?新能源汽车换电模式指的是利用集中式充电站集中存储、集中充电、统一配送大量电池,并在电池配送站内对新能源汽车进行电池更换,换电模式是一种的新能源汽车快速补电方式,采用更换电池的方式快速为新能源汽车补电,新能源汽车换电模式集电池充电、物流调配和换电功能于一体。
换电的六大优势1. 安全性更有保障采用换电模式的电池组,能够得到及时的体检和维护,基于电池组最优的呵护,专业人员监督过程,充电更安全,因此电动汽车也可更安全地行驶。2. 运营效率高采用换电模式的电动汽车从低电量到满电,3分钟即可完成快速补能,有效解决里程焦虑,符合传统燃油补给方式。而对于直流快充模式,则需要1小时。对于站点的单量而言,同等时间内,换电站可以服务更多的电动汽车。3. 资源利用率高同等能力下,换电站的资源利用率约为快充站的3倍,且不会因为电池升级而造成浪费。对场地也没有限制,可以实现快速部署。4. 电池寿命长相关研究表明,采用换电方案的电池寿命约为快充模式的2~4倍。5. 对电网冲击小换电所需功率是同等服务能力快充的1/4,负荷波动较小,对电网的冲击小。6. 商业运营模式可持续换电站背景下,可催生车电分离商业模式,从出租车到私家车,实现梯度利用。以“车、电”分离的换电业务生态模式为例,该生态圈参与方式众多,将上下游相关企业紧密地联系起来,共同提取动力电池的全寿命周期的价值。
换电站服务方式换电站的功能同样类似于加油站,主要安装在公共区域,为一种或多种型号的电动汽车提供换电服务。按照功能的不同,换电站有不同的服务方式,常见的换电方式包括:底盘垂直、底盘侧方、分箱换电三种方式;自动化形式包括:手动、半自动及全自动换电;电池包形式分为整包和分箱两种。换电方式主要应用在商业运营车及私家乘用车。(1) 底盘垂直换电方式,也叫垂直对插式换电电池组通常安装在车辆底盘,电池隐蔽性较好,安全性较高,但需要导正,换电站需要3个方向的自由度,蔚来、特斯拉换电相对复杂,成本较高。(2) 底盘侧方换电方式,也叫平行对插式换电电池以框架形式固定,电池安装稳固,电气连接可靠。电池的防护性依赖整车底盘的防护,密封性不易保证,需手动进行对正,操作工艺流程难以形成规范,换电时间较长。(3)分箱方式,也叫端面式换电没有导向的轴孔,换电时行程较短,接合区域密,相应的车辆预留的换电位置和电池安装空间更小;主要靠电池车和车身上插件的接合面接合进行对正,插件本身制造精度较高,插件较复杂,成本较高。
换电站产业链
 
上游:换电设备。电池企业和换电设备生产商,分别负责提供对应应用范围的动力电池和换电站设备。
 
中游:换电运营商和电池银行。换电站建设和运营商,负责换电站的搭建和运营,面向市场提供换电服务。根据中国充电联盟,目前我国换电站运营企业主要有奥动新能源、蔚来、杭州伯坦科技等。
下游:应用场景。私家车、出租车、公交车、短途重卡均可以作为换电的应用场景,并且大多场景已经开始逐步落地。
机遇与挑战近两年新能源汽车销量跨越式增长的趋势,一方面对充电基础实施建设提出了更高的要求,另一方面也为换电模式创造了发展空间;并且随着新能源汽车相关技术不断发展,车电分离模式逐渐成熟(BaaS 模式或将成为主流),可买可租可换的换电模式应该会得到越来越多的消费者的认可;再加上政策和资本的推动,换电领域正面临着前所未有的发展机遇,将进入加速发展阶段。不过换电模式仍然面临着一些痛点,一是换电站建站成本高,包括用地、换电设备、电池储备等,单个换电站建站成本约 400 至 600 万,属于典型重资产项目;二是短期内换电站利用率可能不高,目前换电刚需市场主要是营运类乘用车和商用车,而私家车短期内渗透率仍较低,需要进一步发力,并且后期运营成本也比较高,因此短期内较难盈利;三是换电技术标准亟需统一,虽然目前各方已经在共同努力,但实际可能仍然道阻且长;四是配套服务和政策需要进一步完善,包括车电分离模式下,电池保险以及车辆事故责任划分等。

 
 
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