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探索|換電技術的前世今生

探索|換電技術的前世今生

缺乏換電的通用标準是其普及的當頭一棒

生不逢時 開創先河

談到換電技術的開端,必須提到一家以色列電動汽車生産商—Better Place。

探索|換電技術的前世今生

圖檔中這位意氣風發的人名為夏嘉曦,2007年離開SAP後他提出了純電動汽車的換電技術,随後在以色列創立了一家名為Better Place的換電公司。該公司聯合雷諾提出采用“車電分離+裡程計費”的換電解決方案,即使用者從雷諾購買換電車型,但電池則由Better Place所持有,向使用者提供電池租賃、充電和更換電池服務,并以駕駛裡程數為基礎向顧客收取月費。

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2007年下半年,Better Place獲得A輪1.11億美元融資,随後經曆數輪融資,估值一度達到空前的22.5億美元。

但是,盡管融資金額再高,也抵不過成本高與銷量低的無奈,2013年,夏嘉曦和他的Better Place夢轟然倒下,看不到希望的換電模式被資本無情抛棄。

Better Place的隕落現在看來更像是生不逢時,畢竟當年的新能源汽車産業整體環境與今時今日沒有可比之處。但是Better Place給後人留下了完整的底盤換電技術和營運過程中的經驗産生的價值無法估量。

艱難探索 不斷創新

早在Better Place未進入國内市場時,國内就有企業在進行換電技術的研究,例如中國換電第一人:張建平,他建立的公司電巴新能源,拿下了2008年北京奧運會、2010年上海世博會和廣州亞運會的換電站示範項目。

另外一個值得一提的企業是國家電網,國家電網在2011 年确定了“換電為主、插充為輔、集中充電、統一配送”的發展戰略,開展了一系列的試點工程,比如在北京的高安屯換電站,給環衛車換電;青島薛家島換電站,給公共汽車換電;在杭州更是建設了初具規模的換電網絡,給計程車換電。

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2012年,國務院印發《節能與新能源汽車産業發展規劃(2012―2020年)》,确立了以充電為主的電動汽車發展方向。

到了2013年探索換電模式的企業紛紛倒閉或停止投資,帶頭大哥國家電網也因戰略調整,不再推行換電,換電行業進入了長達5-6年的沉寂期,慢慢退到角落不再受人關注,充電一路高歌。

在2014-2019年期間,換電雖然進入沉寂期内,但火種依然保留了下來,還有人在堅持。2016年張建平通過引入投資,電巴成為奧動新能源子公司,在此期間奧動聯合北汽新能源在北京、廈門、廣州等地進行換電計程車的落地營運,2020年更是釋出了第四代換電站,換電時間隻需20s。

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在這期間對于換電的普及還有一位大功臣,就是2014年成立的蔚來汽車,它把換電模式推到了私人消費領域。要知道過去換電都是針對公交、出租、網約、物流等營運車輛,因為這些相對比較容易有規模效應,而私人消費者的過于分散會導緻成本的巨大提升。

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蔚來選擇了成本最高的自建換電體系,自己的車、自己建站、自己提供換電服務,這個抉擇雖然讓蔚來背負了巨大的成本壓力,當然這也讓現在的蔚來車主也享受着獨家的換電服務,換電也成為蔚來獨家的護城河之一。

卷土重來 未來可期

換電的卷土重來的少不了國家政策的推動

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其中,2022年1月,國家十部委聯合釋出《關于進一步提升充換電基礎設施服務保障能力的實施意見》中指出,要加強換電模式推廣應用。

政策推動下,市場也更加火熱,一下子湧入像上汽、東風、長安、廣汽、吉利、協鑫、中石化、國電投等大企業進入,包括電池巨頭“甯德時代”。

企業的目标也更加激進,像蔚來汽車宣布2025年換電站目标超過4000座,中石化在2025年目标的5000座充換電站,協鑫2025年6000座,奧動2025年10000座。

成為各大企業香饽饽的換電技術到底發展到了什麼水準?

目前,換電方式主要分為四種:底盤換電、分箱換電、側向換電、吊裝式換電。

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從圖中可以看出,底盤換電是目前換電模式的主流。

回到上文所提的奧動新能源,目前,奧動新能源擁有超過1000項換電技術專利,累計換電次數已經超過700萬次。國内做乘用車換電方案的車企主要是北汽新能源和蔚來,它們的換電站都是與奧動新能源合作研發的。

在2020廣州車展上,奧動新能源釋出了最新一代4.0換電站,隻需要20秒的時間就可以完成換電。

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換電的過程是這樣的:車輛駛入換電站,站内的限位機構幫助車輛移動到正确的位置并固定,随後車輛被舉升起來、卸下電池包。傳送帶把舊電池包運走,并運來的新的電池包。新的電池包安裝完畢之後,車輛被降下,可以正常駛出完成換電。

為何奧動新能源的新技術可以實作20秒技術換電?換電站裡的舉升機、傳送帶都沒有任何特别之處,其中的關鍵在于奧動新能源改進了電池包與車輛之間的連接配接方式。

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電池的固定往往采用螺栓,拆卸和安裝都比較耗費時間。要在20秒以内完成換電,奧動新能源隻能放棄螺栓另辟蹊徑。黑色的凸起物似乎是固定電池包的卡扣,而電池包四周的圓柱形凸起物則可以起到定位和連接配接的作用。

與奧動新能源簡單粗暴地将車輛舉起進行換電的模式相比,蔚來第二代換電站則采用了打開護蓋從汽車底部進行換電的模式代替了蔚來第一代換電站,車主換電過程可以不用下車,換完即走。

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換電模式的優勢到底在哪裡?為什麼近年來政策都在鼓勵換電技術的發展?

第一、電池作為新能源汽車的重要組成部分,占新能源汽車成本的很大一部分,而采用換電模式使車電分離,可以降低消費者的購車成本,吸引消費者購買新能源汽車,推動實作碳中和目标。

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第二、采用換電技術,由電池營運公司集中管理,可以提高電池的安全性。電池其實也是一個非常脆弱的元件,在使用過程中也需要及時養護、檢測,否則在充電過程中和充電後的一個小時有較大風險,一旦熱控制管理不好,就可能出現爆燃。

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第三,換電模式探索更加深入且落地。此前換電僅在公交、出租、網約、物流等To B領域的營運車輛應用,上文所提的蔚來汽車把換電帶到了私人消費領域,更是成立了電池資産營運的BAAS模式,趟出了一條前人都沒走出的路。

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換電模式是否能成功?這不僅僅是任何一個“蔚來”車企、“甯德時代”電池企業所需要解決的技術問題,更應該是國家層面頂層設計、産業生态、市場認可等多方面管理問題。

目前換電模式普及遇到的最大難題是缺乏換電的通用标準,這正是政府需要聯合企業共同努力的去解決的問題。

換電模式發展到現如今,少不了奧動新能源、蔚來汽車的努力,不過随着國家不斷完善換電模式的頂層設計,以及“雙碳”目标的驅使,越來越多的企業将湧入換電領域的研究。

換電模式的春天已經到來,未來可期!

部分素材來自網絡

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