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    以蔚来新能源汽车为例,跟大家聊聊换电的利与弊。

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    中国制造20089120042023-02-01

    提到换电,相信很多人第一反应就是蔚来。而实际上,截止到今天,已经有更多的企业参与到换电领域了。

    比如大家熟知的宁德时代,在2022年就推出了自家的“巧克力”电池。简单说,就是宁德时代推出了一款标准化、模块化电池,之所以叫巧克力,是因为它可以根据用户需求任意组合,就像巧克力块一样,组的电池块越多,续航能力就越长,只要你的车型在设计之初,适配宁德时代这款电池的拆装配需求即可。目前,一汽奔腾已经有一款车支持宁德时代这个电池了。

    除了宁德时代,其实还有很多城市的市政车辆,比如垃圾车、洒水车等都采用了换电模式,这个应该好理解,这种toB的新能源车,都是标准化的,它的使用场景、时间、地点等因素基本都是固定且可控的,所以换电更便捷。

    好了,那下面我们具体说说在C端市场上,为什么只有蔚来在坚持做换电?换电模式,在实际使用场景中,对用户、对车企、对电网等,都有什么样的影响?


    一、换电的优点

    1.速度快

    这个大家好理解对吧,尤其今年很多开着新能源车来北方走亲访友的朋友,一定深有体会。今年我们遭遇了近几十年难得一见的冷空气,而这种环境下,对于电车,对于拥堵在高速上的电车来说,简直是一种灾难。这时候,油车加油快的优势就体现出来了(实际上,今年高速上的很多加油站都爆满,而充电桩更是一桩难求啊),其次就是换电的优势,也相对体现出来了。

    可能很多电车用户会说,去年开始,各车企已经开始规划大功率快充了,先不说何时普及,就算普及后一个四五百千瓦的桩,从0冲到80%也要半小时左右的时间,而这只算的是充电时间,没考虑排队时间。

    而换电的话,最多5分钟完成,快的话2-3分钟。当然高峰期,同样需要等待,但它的体验比较接近加油了。

    2.提升电池寿命

    这个大家也能理解,跟我们日常使用的手机基本一个原理。现在手机基本都支持大功率快充,不到1小时就能充满手机,这给我们带来的极大的便利。可是,这种便利性的背后,是电池寿命的牺牲所换来的。而经常使用快充的电车,也是一样的。

    这是电池本身的化学结构和属性所决定的,它有一个标准定义:同样一个电池,在 30℃ 下用 50A 的电流充放电循环 1000 次后,电池容量(剩余寿命)会减到初始容量的 80%;而在 50℃ 下用 50A 的电流充放电循环 500 次后,剩余寿命就会减到初始容量的 80%。从这可以看出,快充(会导致电池发热)所带来的利与弊。

    而采用换电,则完全可以解决这个问题。因为每个换电站,自己可以控制充电的时间和环境。也就是说,用户换下来的电池,换电站可以统一在某个恒温恒湿的最优环境下,甚至在统一在用电低峰时间段,用统一的充电功率给电池批量充电。这样,换电站也能省成本,电池包的寿命也得到延长,车企整体运营和维护成本也会降低。

    3.有益于国家电网

    这个上面其实也提到了,电车用户应该深有体会。就是使用公共充电桩的时候,每一天会被分成几个时间段,每个时间段的充电费用是不同的,高峰和低谷价格差的还挺多的。

    这个原因好理解,我们作为一个高速发展的工业大国,用电量是惊人的。包括这几年,国家一直在建各种太阳能电站、风电、核电等等,都是因为我们需电量越来越高,而发电量和储电量不足。

    那这种情况下,高速增长的电车,如果再集中时间段使用快充,可想而知对于国家电网带来的负荷还是很高的,所以换电在这方面的缓解优势,也就体现出来了。而且,换电站除了可以避开高峰充电的问题,还可以在低峰时间段多充电,储电储能,实现储电站的作用。这样,及时白天用电高峰期,换电站也能用晚上储备的电,给电池充电,进而降低成本,提高效率。

    二、换电的缺点

    上面说了那么多优点,估计很多人已经要反驳我,甚至批判我了。尤其非蔚来车主,估计要炸了,别急,下面就说说换电的几个缺点。

    1.车身结构缺陷

    既然要实现换电,那你在最初不同车型的车身结构设计上,就一定要为换电做考虑。这样一来,你在车身重量、续航里程、甚至安全性上,都会比其他做得好的车企差一些。

    为什么呢?

    大家想想最开始油改电的电车,结构上跟换电有点像,就是车身是车身,电池是电池,车企只是把两部分放在一起,通过某种零部件在加固。而当下很多车企推出的纯电平台,其电池本身就是车身结构,甚至电池都不是一个完整的包。有可能车身前面有一大块,车身后面还有一小块,这样一是平衡车重,二是从整体车身结构设计来说,可能前后都有一些空间余量,都适合放一块电池,那都给它塞满电池,这样既能提升整体续,还让车身结构更紧实了。

    而换电呢,它除了要保证电池包结构的独立性,还要考虑跟车身结合的拆装,所以它在空间和重量上,相对来说都是有不足的。最典型的,大家可以对比下同级别新能源汽车参数,你看看在差不多相同的续航范围内,蔚来的车是不是要更重。

    2.资金压力过大

    换电站的建站和维护成本太高了,到今天,单个换电站的建造成本大致在 200-400 万左右,规模更大的全自动站建设成本甚至到1000万。而建设一个拥有 5 台双枪 120KW 快充桩的充电站仅需 40-100 万。此外,换电站还必须 24 小时有人服务,充电站则不需要。

    蔚来某副总裁就曾估算过说:日受理 50 单,是蔚来单个换电站的盈亏的平衡点。他说,按每度电 6 毛钱、平均每单 50 度电计算,一天换电 50 单、一年收入五六十万元,基本可以覆盖场地租金和设备折旧。

    如果按照一台车平均五天换一次电,一座换电站至少要辐射到 250 台车,才可以达到营收平衡,再考虑到除了换电之外用户还会使用充电等额外补能手段,就拿蔚来的 1000 座换电站举例,粗略估算蔚来一年至少要拥有近 30 万的忠实于换电的车主,但现在蔚来一年的总销量在 10 万左右,想要实现盈利,蔚来还有很长的路要走。

    因此,想要盈利,一个换电站就一定要服务更多的用户,这才有了李书福提出,换电模式想要盈利,统一电池规格是前提条件。但在如今百花齐放的新能源市场上,想要短期实现几乎是痴人说梦。

    3.智能化运营系统实现难度大

    这是什么意思呢,其实上面基本都提到了,就是换电要想做到低成本和高效率,要兼顾的因素有:换电站数量和开店位置、充电温度、充电时间、蔚来车主的动态信息(包括位置、剩余电量、充电习惯等),然后呢,需要综合这一堆的动态信息,去建立一个智能化计算模型。这个模型要精准且提前算出,当前正在充电的电池应该以多大的功率充电才最省钱、最节约时间;未来某个时间段有多少人来,如何保证他们最短时间还上他们所需的电池。甚至还能计算出,根据当前全部售卖的车辆和电池的状态,在全国哪个区域应该再增加一个换电站,当前已建立的哪个站可以取消等等。

    就是说,要想做好换电模式,不仅仅是建更多的换电站就能解决的。如果只是盲目的建设那么多高成本的换电站,那反而会加速资金压力。而搭建这样一套有效且精准的计算模型,才是有高效运营的重中之重,可这种智能模型的建立,又需要基于大量用户和车辆数据的积累才可能做好,而目前以蔚来的车辆基数和用户基数所产生的数据量来看,是远不够的。

    三、最后

    换电,尽管很难,但目前也看到有企业开始陆续进场了,比如上面提到的宁德时代。此外,还有奥动新能源,而且这家企业还针对换电整个完整的应用场景,申请了相关专利。

    目前大部分车企,在未来几年规划上,还是没有跟进换电,因为这个确实前期投入门槛很高。强如特斯拉,之前也在Model3上尝试过换电,但最后也放弃了。

    所以吧,综合上面所述的关于换电的优缺点,现在这个节点上,还真不好说换电这个模式,就一定是对的或错的。它的前景究竟如何,我们拭目以待吧。



    奥动新能源汽车科技有限公司专利《电动车辆换电组件和换电站》

    专利号 202123418481.2

    专利摘要:

    本实用新型公开了一种电动车辆换电组件和换电站,属于电动车辆换电技术领域。

    电动车辆换电组件包括换电设备和电池包箱体,换电设备和电池包箱体均设置于电动车辆底部,电池包箱体通过换电设备从电动车辆底部进行拆卸或安装于电动车辆底部,在拆卸或安装过程中,电动车辆高度不变,且换电设备承载平面与电动车辆承载平面处于同一平面。

    换电站包括供电动车辆停靠以进行电池包的拆装的换电平台和用于在换电平台上对电动车辆进行拆装电池包的换电设备。本实用新型既不需要举升车辆,也不需要在地面上挖坑来设置换电设备,考虑到电动卡车自身重量和载重都比较高,

    因此本实用新型尤其适用于电动卡车,提高了换电站的安全性,并能够提高换电效率。

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