纯电动汽车充换电模式尚未消亡?

2016-12-27 09:19 来源:盖世汽车

    核心提示:时过境迁,充电模式依然占据市场的主流,比亚迪以及其他大部分企业都选用充电模式来发展纯电动汽车业务,而换电模式虽处劣势然部分企业依然不甘心,这场PK赛恐怕要加时了……

在电动汽车的供电方式上,一直以来就有充换电之争,并且充电模式在几年前就已经赢得了压倒性优势。时过境迁,充电模式依然占据市场的主流,比亚迪以及其他大部分企业都选用充电模式来发展纯电动汽车业务,而换电模式虽处劣势然部分企业依然不甘心,这场PK赛恐怕要加时了……

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Better Place以悲伤表情谢幕

开展纯电动车换电商业模式的当属以色列电动车公司Better Place,其全新换电模式打破电动车“价格昂贵”、“蓄电池续航能力有限”、“里程焦虑”等瓶颈的理念,在创立初期得到了雷诺的支持,但由于巨额的建设成本以及执行战略失误,2013年5月26日,Better Place宣布已向法院提交申请进入破产清算程序,并在中国区官方微博上写道:“Today is very sad and difficult for all of us-the Better Team(对于Better place团队,今天是个悲伤与苦难的日子)”,后面是一个悲伤的表情。

Better Place的破产,就此为换电模式贴上了“完败”的标签,各路媒体也一致认为纯电动车充换电之争正式落幕。

换电模式重被提起

以色列新能源汽车公司Better Place以及美国新能源厂商Tesla,在私人用车领域推广的商业换电模式虽然半路折戟,但是专业人士从未放弃对于换电模式的探索。

2016年7月12日,由中国提出,并有美、德、法等10多个国家共同参与制定的IEC国际标准《电动汽车电池更换系统第1部分通用与导则》(IEC TS 62840-1)正式发布。

今年召开的“2016中国电动汽车充换电服务创新高峰论坛”上,多年“充换电”之争中似已落下风的换电模式又被重拾,论坛旨在探索电动汽车充换电服务商业模式的创新变革。

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缘何重提?

目前国内生产纯电动汽车的企业中,拥有雄厚电池研发实力的比亚迪以及其他大部分企业都选用充电模式来发展纯电动汽车业务。即使换电模式的在市场中认可度依然很低,但是也有企业开始在换电模式上加大力度。

今年10月29日,由北汽新能源与中石化、奥动新能源和上海电巴等机构合作打造的首批10座充换电站正式交付使用,覆盖北京中心城区、怀柔、顺义等8个区县。北汽集团计划在明年年底北京将有200座充换电站正式运营,以满足三万辆出租车和网约车的换电需求。

虽然新能源汽车的充电换电模式争论由来已久,但是伴随着国家电动改革的启动,以及换电技术的重大进步,换电模式已经找到了准确的市场定位,换电和充电兼容模式不仅打破了纯电动汽车的里程焦虑,也最大程度的解决了充电时间长,排队停车费等问题,从经济效果和社会效果上看,推广换电出租车都大有可为

换电技术的进步,能够在一定程度上弥补充电对于电动汽车走向普通家庭的阻碍。

首先,电动汽车充电一次续航里程只有300公里左右,由于充电站数量不足,电动汽车车主经常要寻找特定的充电站,并且需要排队等候,甚至在等候充电的过程中需要缴纳一定的停车费。

其次,分布式的充电,有可能在瞬间对城市电网造成较大冲击。再次,电池长期快充,对电池寿命有一定损害,同时它会使得电池包内的单体电芯、电压,长期处于不稳和不均衡的状态。

最后,分散式充电模式下,巨量电动汽车退役电池的后处理,是亟待解决的问题。

换电模式“复苏”

以成立于2001年的上海电巴集团为例,北京奥运和上海世博会以及之后的亚运会都成功中标,换电式营运车辆得到了非常好的实践

集中的换电方式,可以极大的提高电动汽车的安全性,可以很好的降低对城市电网的冲击,延长电动汽车的使用寿命,更好地提高社会资产的使用效率。因此,有业内人士认为,对于中国、甚至全球的商用车来说,换电模式最能解决其运行中的痛点。

分箱换电是什么鬼?

说充换电之争已落幕还为时尚早,因为换电模式在近几年确实取得了进展。电动汽车的换电模式有好几种,目前以底盘换电为主,2014年4月16日中科力帆开发的LF7002CEV纯电动轿车底盘换电技术取得了国家知识产权局实用新型发明专利,底盘换电系统主要运用于纯电动新能源汽车上,当车辆电池即将没电时,可将车辆开往专门的换电站,在3分钟内更换完电池包,车辆可快速补充电能。

在12月17日的新能源汽车大会上,力帆集团副董事长陈卫介绍了另一种换电方式——分箱换电,涉及到如何把大的电池分小的问题。

分箱换电主要是用传统的老车进行改造的,因此力帆称之为版本2.0,接下来力帆将逐步演进。目前力帆有完全人工的换电模式,一块电池的重量大约是17公斤,随着能量聚增加,重量还会进一步减少。

快换方式既有技术问题又有经济问题。过去连接器是一个大的电池,变成很多小块以后,对连接器的可靠性和寿命、成本都提出了要求。

免去复杂的CAN总线,主要是芯片,力帆专门设计了一个针对电池安全系统管理的物联网芯片。这可以给用户很大的便利,比如在手机上可以看到每一个电芯的温度、压力等。

除了技术性的问题,安全的问题对于消费者来说相当重要。安全方式的解决办法有很多,像电池管理系统解决了传感和处理以及决策等问题。具体来讲,首先分布式或后台集中处理,BMS跟后面的大数据平台都有一个分工。其次,电压是最敏感的,不论是用三元锂电池,还是磷酸铁锂的电池。再次则是形变,三元锂电在使用过程中会膨胀,然而形变到了什么程度,对于超出异常的生命周期的就可以紧急提取出来。最后是气味,电池一旦发生泄漏产生气味,将会有传感器检测电池电解液泄漏的情况。

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分箱换电一是解决了大电池包温度均匀性的问题,二是解决了能量分散的问题。由于系统都是在一个完整设计的闭环系统里,所以可以做到浅充浅放。根据不同厂家不同性质材料体系的坚持,可以动态的选择不同的充电曲线来延长电池的寿命。因此双向充电机时刻都在读取内部状态,包括电压、温度。整个变化过程均受双向充电机控制。

如果在冬天充电,内部的温度至少维持在10度以上,这样对电池寿命的影响少,但环境温度低于20度以下怎么处理?解决办法就是将电池搬回能源站,使温度起来以后再充,这个问题很好解决。但对于电池没有拿回来的现象,采取的办法是,将换电方式集中在一块充,这样就可以做到温度环境可控,因此环境、温度的控制相对成本也更高。

分箱换电不是一个简单的技术与成本的问题,实际上它是在不改变消费者使用习惯的前提下,发展新能源汽车的另外一种模式,因此解除了消费者的里程忧虑和充电的问题。

当然,换电模式也面临着众多的质疑,比如商业模式如何创新,会不会重蹈Better Place的覆辙,关于电池标准的制定以及各方利益的博弈等等。面对质疑,包括北汽新能源、力帆等车企在内的各界人士也一直在努力。

专业人士认为,“专业化经营”,是践行换电模式的有效手段,即“国家以较高门槛”着力培植几家大的电动汽车电池运营企业,专门负责电池技术开发和电池集中采购、养护、供给,及其集中后处理,而消费者只需买裸车即可。

另外由中国发起的IEC国际标准《电动汽车电池更换系统第1部分通用与导则》(IEC TS 62840-1),通过主导更换电池标准的制定,规范电池更换系统、电池更换站、支撑系统、电池包等,标准化电动汽车电池更换系统的基本架构、组成、接口和分类,并给出电池更换系统的用例分析和解决方案,将会推动电动汽车产业的健康发展,摆脱了我国科研、产业化发展中对国外标准的依赖性。

不知道前以色列新能源汽车公司Better Place看到换电模式在中国的发展现状,会是一种怎样的心情。

责任编辑:艾毫

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