汽车电子与软件

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2021-07-10

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谈谈充电桩 VS 换电站

  1. 充电
  2. 换电
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作者:Neo

导读

换电模式和充电模式各有各的优缺点,根据不同的应用场景和使用需求,用户需要不同的能源补充体系,两者虽有重叠,但并不完全对立。

从现有的充电桩(公共桩)和换电站数据来看,充电桩 VS 换电站换电站被 「K・O」。截止 2021 年 5 月,公共充电桩以 88.4 万台的保有量数据(不含私桩 / 随车桩),完胜以千来计算的换电站。当然,仅以现有保有量对比,不能看出未来到底谁能更好解决充电问题。

数据来源:中国充电联盟 EVCIPA
数据来源:中国充电联盟 EVCIPA

对于横向对比的 「换电模式」「充电模式」 ,我通常以几个视角和维度来进行对比。就当下而言,充电桩的普及率比换电模式要高出一大截,但是能就此否定换电站在未来的位置?显然是不恰当的。

从投资成本来看,换电站 > 充电桩

一座换电站的投资费用,大概在 150 到 400 万元左右不等,包括了固定资产投资、场地费用租赁、人员运营维护等费用。再回到普通的快充桩来看,以充电功率高低分类,充电桩的成本在数万元到数十万不等。而慢充桩则更加便宜,通常在一万元以内就可以建成,且小巧方便。

从投资成本来看,换电站高于充电桩。这也是为什么国内充电桩的普及率,远远高于换电站的原因之一。

从充电效率来看,换电站>充电桩

换电站的换电时长在 5 分钟左右

快充桩的充电时长在 30-60 分钟(充至 80%);慢充则多达数小时不等。

两者和传统燃油车的加油来比的话,换电在使用时间来看,更为接近加油,效率更高。而当前的快充充电桩充电,实际充电时间,和电动汽车电池容量(大小)、充电桩功率(快慢)、速率限制(保护)等相关,并不能完全达到充电桩的额定功率。

从使用成本来看,换电站 ≤ 充电桩

换电使用成本方面,以蔚来为例,换电一次的价格为 180 元,电池容量在 70 Kwh,续航里程约 420 公里,相当于每公里 0.42 元;再以北汽为例,其共推出了三个换电电费套餐:A 套餐 432 元 / 1200 公里;B 套餐 630 元 / 1800 公里;C 套餐 1020 元 / 3000 公里。差不多在每公里 0.34 元左右。

电动汽车一般电池容量在 50 Kwh 左右,一度电(公共)在 1.5 元左右,充满电的成本为 75 元人民币,续航里程为约 300 km,相当于每公里 0.25 元人民币左右。

这一块,对于靠运营为生的司机们,以及开销需要控制的人群来说,价格越低越好。而对于收入相对高一些的人群来说,几乎可以忽略。但两种充电使用成本来看,虽然相差接近一倍,但消费者感知不太明显,短期内无法感觉,长期则积少成多

从政策标准来看,换电站 < 充电桩

充电桩在混战多年后,在 2015 年也出具了国标。对传导充电系统、直流连接、交流连接以及外用充电机与电池管理系统的通讯等方面,都做了统一标准。统一标准下,国内无论哪家品牌、多少功率的充电桩,电动汽车都能接入充电。

GB/T18487.1-2015《电动汽车传导充电系统 第 1 部分:通用要求》
GB/T20234.1-2015《电动汽车传导充电用连接装置 第 1 部分:通用要求》
GB/T20234.2-2015《电动汽车传导充电用连接装置 第 2 部分:交流充电接口》
GB/T20234.3-2015《电动汽车传导充电用连接装置 第 3 部分:直流充电接口》
GB/T27930-2015《电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》

而换电站面临的标准问题,其实更加棘手:

  • 电池包的容量,是电动汽车的续航的主导因素,而不同车型对于电池容量的需求,各不相同

  • 电池包的尺寸,基于电动汽车整体空间布局,电池包一般置于汽车底盘。而不同车企、不同车型,对于电池包的设计,无论是尺寸、空间布局,都不一样。

  • 电池组的种类,从原材料来看,会有 LFP、三元锂之分;从成组模式来看,有方形、圆柱体、软包、刀片等不同形状;从能量密度来看,从低到高,种类繁多。而电池模组,在一定程度上也会影响电池包的形状和尺寸,以及电动汽车能否布局

  • 电池换电连接,本条之于前两条,只要约定标准,则生产或更换的难度不大。

这些标准问题,转换到换电来看,面临几个问题,一是电池包到底有几种(容量大小)、整车电池管理系统与电池包是否兼容(系统支持)、约定了一种材料 / 大小 / 容量后,其他品牌 / 类型电池如何发展、其他车企如何兼顾?(顾此失彼)

从实际推广和使用角度来看,换电站 ≤ 充电桩

充电桩可以以 「充电站」 的形式出现,也可以以 「单桩」 形式出现。对于场地要求,直流桩稍大,1 平方米以内就已足够;交流装分壁挂式和立柱式,前者挂于墙上,不占地面面积,后者立柱较细,也几乎不占面积。

而换电站内,需要有电池包存放仓库、机械安装手臂以及仓库与换电站之间的分送系统。即使再精简,也需要 「占领不小的地盘」。

蔚来和中国石化合作的首个换电站占地面积 60 平方米,大小约 4 个车位。采用的是蔚来二代换电站,拥有电池储量 13 块,每天支持 312 次换电。

另外换电站和充电桩都会面临同种 「等候问题」,也即排队充 / 换电。一个电动车流量较大的站点,充电人员频次非常高,会出现排队等充电桩、排队等换电的现象。充电桩耗时较长,往往等待较久;换电站换电较快,但如果库内电池未充满,仍然需要等待不少时间。

所以从投资者投入角度、消费者效率体验和成本使用角度、制造商生产标准来看。投入与使用成本成为一组矛盾,高投入下按市场规律,理应价格更高,但投资者站在先行铺设推广角度,并未把这一高成本嫁接到消费者身上。所以产生了一个投资者短时间无法挣钱的困难局面,也进一步限制了投资者继续推广扩展的脚步。而制造商,包括车企和电池厂家,在没有标准执行下,各家的规格均不相同,于是会出现一种乱象:换电站数量非常多,但是支持我家的换电站,你家却不能用

但历史为鉴,有些好东西,时下并不流行,并不是因为他不好,但却因各种原因,诸如时政、成本、信任度等原因,往往不得向上。而换个时间,换一批人,换一个地方,可能也就成了。在用户为上的体验角度,往往有人愿意为此 「付出代价」,甘心掏钱。

而普及,更是需要在投资性价比、工程可行性、安全可控性等方面的综合发展,也需要政策支持、标准制定上的辅助,更需要用户能体验到使用成本低、使用便捷性、安全可靠性而形成信任度。

所以从广义上来看,换电模式推广艰难,但确实能解决充电难的长期问题;而从单一品牌 / 车型狭义来看,换电模式很大程度上也确实解决了充电难 / 慢的问题

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