新能源汽车不妨充换电合理结合

在我国新能源汽车发展的道路上，一直存在充电与换电供能之争。虽然充电模式已经成为主流，但是换电模式并没有退出市场。近期，北汽新能源、蔚来、威马纷纷推出换电服务，换电成为热点。其实充换电的模式是可以共存的。在国家发改委等三部委联合发布的《促进重点消费品更新升级和资源循环顺畅实施方案(2019-2020年)》中，提到“推广新能源汽车电池租赁等电企分开的消费方式”，“鼓励企业开发充换电相结合、电池配置灵活、续驶里程长的新能源汽车产品”。对此，笔者想重点探讨如何更合理有效地将充换电结合起来。纯电动汽车的用户希望更方便快捷地为车辆补充能量。而目前单一的充换电模式由于各自的局限性难以满足消费者的需求，充换电结合是一个合适的选择。通常人们想到的是充换电结合，也就是在同一辆车的使用中，有时充电有时换电，但实际上还有充换电结合，也就是部分充电+部分换电。如果设计合理，或许可以充分发挥充换电各自的优势。目前新能源汽车市场的主流是充电模式，但充电时间长是不争的事实。换电速度快，对电网更友好，有利于延长电池的使用寿命。而换电站投资大，面积大，网点少，很多换电站只能满足某厂商个别车型的需求，所以在与充电的较量中暂时处于下风。近年来，由于国家对长续驶里程和高能量密度电池的补贴，为了获得更多的补贴，一些车企根据车型量身定制电池，最大限度地利用底盘和内部空间，这不利于电池标准化和动力交换的发展。随着财政补贴的退出和国家政策的及时调整，换电模式有望迎来新的发展机遇。电池更换模式要普及，要解决的最大问题就是电池的通用性，也就是统一电池标准。虽然统一标准有利于行业发展，但目前各汽车企业的车辆底盘和电池结构设计各不相同且复杂，这项工作由于种种原因一直难以推进。多年前，有关部门曾试图统一手机的电池标准，但最后都失败了。可想而知，与目前已经实现的统一充电接口标准相比，统一纯电动汽车的电池标准要困难得多。不过，这项工作有可能取得突破。近日，工信部装备司召集部分应用换电模式的企业，讨论未来的车电分离法规和电池标准统一趋势。在我看来，不同级别的车辆要想使用通用电池，需要根据小型车所能容纳的最大尺寸来设计标准电池，否则至少要设计两到三个电池尺寸标准。相应地，如果换电站配备各种规格、兼容各种尺寸的电池，就意味着换储电设备的投资和技术难度大大提高。为了满足中大型车的需求<:大型车的续驶里程可以把电池一分为二，也就是把一个大电池换成两个小一点的电池。其中一块电池是相对固定的标准，另一块是可选可更换的标准电池。当新车l……ves工厂规定，可标配续航里程约200公里的电池，以应对日常通勤。如果用户偶尔跑长途或没有时间充电，他们可以临时租用电池以延长里程。通过这种部分充电和部分更换电池的组合，总续驶里程基本不变，用户可以灵活选择电池容量和续驶里程。出租车和网约车作为商务用车，使用强度大，追求续驶里程长。他们每天需要更换2-3次电池，这样更容易普及换电的模式。但如果私家车只用于日常通勤，往往几天才需要更换一次，耗时长，周转慢。如果用户买了带电池的车，更换电池就不容易了。所以目前的全电池更换模式很难吸引私家车主。考虑到大多数私家车主的综合使用成本，为车辆配备能满足日常通勤的常备电池是最方便、最经济的。在这种新的充换电模式下，常备电池由车企提供，是用户买车时包含的标准电池；标准充电电池由共享电池运营商提供。在日常使用中，车主主要使用常备电池进行充电和换电，长途出行时可以租用标准电池进行增程，因此共享电池有其潜在需求。私家车主虽然不经常租电池，但经常在租的时候集中使用，跑完一段距离后马上还车，可以有效提高周转率。通过共享第二块电池，电池成本可以降低一半。对于用户来说，不受车辆出厂续驶里程的限制，而是根据使用需求临时租用电池增加续驶里程，从而缓解里程焦虑，降低车辆购买和使用成本。此外，由于电池效率大大提高，同样的电池容量可以满足更多电动汽车的装机需求，减少对优质电池和上游材料矿产的需求，节约社会资源。与整体底盘换电相比，这种方式可以利用车内更多的空间，使电池总容量更大，续驶里程更长，从而达到1+1 >:2的效果。至于共享汽车备用电池的形式，可以内置，也可以外置。前者要求电池外形和接口完全统一；后者可以通过统一的接口和数据通信协议快速供电，后者更加灵活。可以是无动力电池拖车，也可以是无人自动车。未来，高水平无人驾驶技术的共享移动电瓶车，最终将随时随地为用户供电，用户无需专门开车换电站。值得一提的是，共享移动电瓶车可以使用绿色可再生能源，特别适合二次能源丰富的中西部地区。除了乘用车，商用车也可以共享增程电池。比如重型卡车可以采用多个标准电池模块接力的形式，从而降低车辆自重、能耗和购置运营成本。当然，以上两种换电方式也可以结合使用。比如一辆车用一套常备电池+一套车内共享增程电池+一套外置移动共享增程电池。笔者认为，随着电动汽车的发展，共享电池在未来会有很大的市场潜力，AI和大数据的应用将有效提高共享电池的效率和便利性。当然，实现这一目标的前提需要行业积极推动共享电池标准的统一。

在我国新能源汽车发展的道路上，一直存在充电与换电供能之争。虽然充电模式已经成为主流，但是换电模式并没有退出市场。近期，北汽新能源、蔚来、威马纷纷推出换电服务，换电成为热点。其实充换电的模式是可以共存的。在国家发改委等三部委联合发布的《促进重点消费品更新升级和资源循环顺畅实施方案(2019-2020年)》中，提到“推广新能源汽车电池租赁等电企分开的消费方式”，“鼓励企业开发充换电相结合、电池配置灵活、续驶里程长的新能源汽车产品”。对此，笔者想重点探讨如何更合理有效地将充换电结合起来。纯电动汽车的用户希望更方便快捷地为车辆补充能量。而目前单一的充换电模式由于各自的局限性难以满足消费者的需求，充换电结合是一个合适的选择。通常人们想到的是充换电结合，也就是在同一辆车的使用中，有时充电有时换电，但实际上还有充换电结合，也就是部分充电+部分换电。如果设计合理，或许可以充分发挥充换电各自的优势。目前新能源汽车市场的主流是充电模式，但充电时间长是不争的事实。换电速度快，对电网更友好，有利于延长电池的使用寿命。而换电站投资大，面积大，网点少，很多换电站只能满足某厂商个别车型的需求，所以在与充电的较量中暂时处于下风。近年来，由于国家对长续驶里程和高能量密度电池的补贴，为了获得更多的补贴，一些车企根据车型量身定制电池，最大限度地利用底盘和内部空间，这不利于电池标准化和动力交换的发展。随着财政补贴的退出和国家政策的及时调整，换电模式有望迎来新的发展机遇。电池更换模式要普及，要解决的最大问题就是电池的通用性，也就是统一电池标准。虽然统一标准有利于行业发展，但目前各汽车企业的车辆底盘和电池结构设计各不相同且复杂，这项工作一直……由于各种原因难以前进。多年前，有关部门曾试图统一手机的电池标准，但最后都失败了。可想而知，与目前已经实现的统一充电接口标准相比，统一纯电动汽车的电池标准要困难得多。不过，这项工作有可能取得突破。近日，工信部装备司召集部分应用换电模式的企业，讨论未来的车电分离法规和电池标准统一趋势。在我看来，不同级别的车辆要想使用通用电池，需要根据小型车所能容纳的最大尺寸来设计标准电池，否则至少要设计两到三个电池尺寸标准。相应地，如果换电站配备各种规格、兼容各种尺寸的电池，就意味着换储电设备的投资和技术难度大大提高。为了满足中大型车的需求<:大型车的续驶里程可以把电池一分为二，也就是把一个大电池换成两个小一点的电池。其中一块电池是相对固定的标准，另一块是可选可更换的标准电池。新车出厂时可标配续驶里程约200公里的电池，以应对日常通勤。如果用户偶尔跑长途或没有时间充电，他们可以临时租用电池以延长里程。通过这种部分充电和部分更换电池的组合，总续驶里程基本不变，用户可以灵活选择电池容量和续驶里程。出租车和网约车作为商务用车，使用强度大，追求续驶里程长。他们每天需要更换2-3次电池，这样更容易普及换电的模式。但如果私家车只用于日常通勤，往往几天才需要更换一次，耗时长，周转慢。如果用户买了带电池的车，更换电池就不容易了。所以目前的全电池更换模式很难吸引私家车主。考虑到大多数私家车主的综合使用成本，为车辆配备能满足日常通勤的常备电池是最方便、最经济的。在这种新的充换电模式下，常备电池由车企提供，是用户买车时包含的标准电池；标准充电电池由共享电池运营商提供。在日常使用中，车主主要使用常备电池进行充电和换电，长途出行时可以租用标准电池进行增程，因此共享电池有其潜在需求。私家车主虽然不经常租电池，但经常在租的时候集中使用，跑完一段距离后马上还车，可以有效提高周转率。通过共享第二块电池，电池成本可以降低一半。对于用户来说，不受车辆出厂续驶里程的限制，而是根据使用需求临时租用电池增加续驶里程，从而缓解里程焦虑，降低车辆购买和使用成本。此外，由于电池效率大大提高，同样的电池容量可以满足更多电动汽车的装机需求，减少对优质电池和上游材料矿产的需求，节约社会资源。与整体底盘换电相比，这种方式可以利用车内更多的空间，使电池总容量更大，续驶里程更长，从而达到1+1 >:2的效果。至于共享汽车备用电池的形式，可以内置，也可以外置。前者要求电池外形和接口完全统一；后者可以通过统一的接口和数据通信协议快速供电，后者更加灵活。可以是无动力电池拖车，也可以是无人自动车。未来，高水平无人驾驶技术的共享移动电瓶车，最终将随时随地为用户供电，用户无需专门开车换电站。值得一提的是，共享移动电瓶车可以使用绿色可再生能源，特别适合二次能源丰富的中西部地区。除了乘用车，商用车也可以共享增程电池。比如重型卡车可以采用多个标准电池模块接力的形式，从而降低车辆自重、能耗和购置运营成本。当然，以上两种换电方式也可以结合使用。比如一辆车用一套常备电池+一套车内共享增程电池+一套外置移动共享增程电池。笔者认为，随着电动汽车的发展，共享电池在未来会有很大的市场潜力，AI和大数据的应用将有效提高共享电池的效率和便利性。当然，实现这一目标的前提需要行业积极推动共享电池标准的统一。

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