充電與換電:電動(dòng)汽車補(bǔ)能方式的發(fā)展漫談
在全球倡導(dǎo)綠色出行、節(jié)能減排的大背景下,電動(dòng)汽車憑借其環(huán)保、高效等諸多優(yōu)勢(shì),逐漸成為汽車行業(yè)發(fā)展的新寵。然而,補(bǔ)能問(wèn)題一直是制約電動(dòng)汽車大規(guī)模普及的關(guān)鍵因素。目前,充電與換電作為電動(dòng)汽車的兩大主要補(bǔ)能方式,正各自沿著不同的軌跡發(fā)展,上演著一場(chǎng)獨(dú)特的 “競(jìng)速賽”。
充電模式:從基礎(chǔ)普及到技術(shù)突破
歷經(jīng)數(shù)年發(fā)展,充電樁建設(shè)已經(jīng)有了較為成熟的模式,分為交流電和直流電。交流充電樁主要用于慢充,常規(guī)充電時(shí)間在 8 小時(shí)以上,適合夜間停車或長(zhǎng)時(shí)間駐車時(shí)使用,能夠利用低谷電價(jià),為車主節(jié)省成本,同時(shí)對(duì)電池的損耗相對(duì)較小。而直流充電樁則聚焦于快充和超快充領(lǐng)域,極大地縮短了充電時(shí)長(zhǎng)。目前前沿方案已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn) 15 分鐘充電 80%,讓電動(dòng)汽車的補(bǔ)能效率大幅提升。
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,800V 高壓超充成為行業(yè)新的發(fā)展方向。以市場(chǎng)在售的基于 800V 高壓 SiC 平臺(tái)的量產(chǎn)車小鵬 G9 為例,該車充電 5 分鐘就可續(xù)航 200 公里。800V 高壓超充能夠在短時(shí)間內(nèi)為車輛快速補(bǔ)充大量電能,從根本上緩解純電車充電緩慢、充電難的問(wèn)題,使電動(dòng)汽車的補(bǔ)能體驗(yàn)向傳統(tǒng)燃油車加油靠攏。同時(shí),智能充電樁也在人機(jī)交互和充電控制方面實(shí)現(xiàn)了重大突破。它可以根據(jù)充電的不同階段合理調(diào)整充電速度,不僅保證了充電速度,而且能夠降低超充對(duì)電池的損害,延長(zhǎng)電池使用壽命。
在國(guó)家政策的大力推動(dòng)下,充電樁的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。國(guó)家能源局規(guī)劃 2025 年我國(guó)充電樁數(shù)量要滿足超過(guò) 2000 萬(wàn)輛電動(dòng)汽車的充電需求,車樁配比為 2∶1。截至 2022 年 6 月,我國(guó)已經(jīng)累計(jì)建設(shè)充電樁 392 萬(wàn)臺(tái)。眾多車企和充電企業(yè)也在加速布局超充網(wǎng)絡(luò),如理想近期公布高速超充站已實(shí)現(xiàn)四大經(jīng)濟(jì)帶核心城市全聯(lián)通,城市超充站數(shù)量將于 6 月底覆蓋 17 座重點(diǎn)城市;寧德時(shí)代宣布已啟動(dòng)構(gòu)建神行超充網(wǎng)絡(luò),將搭建國(guó)內(nèi)最大的超充服務(wù)平臺(tái)。
不過(guò),充電樁建設(shè)并非一帆風(fēng)順。早期建設(shè)的充電樁存在功能不全、速度慢等問(wèn)題,僵尸樁現(xiàn)象也較為嚴(yán)重,造成了資源的浪費(fèi)。新建充電樁則面臨分布不均勻的難題,部分偏遠(yuǎn)地區(qū)或老舊小區(qū)充電樁覆蓋率低,給車主帶來(lái)不便。同時(shí),充電樁的運(yùn)營(yíng)管理也有待提高,不同運(yùn)營(yíng)商之間的服務(wù)質(zhì)量參差不齊,影響用戶體驗(yàn)。
換電模式:快速補(bǔ)能的新探索
相比充電,換電模式為電動(dòng)汽車補(bǔ)能提供了一種全新的思路。司機(jī)將車輛停泊在換電站的固定位置,工作人員操作托盤上舉頂開卡扣,拆卸下車載電池,替換上充滿電的電池,卡扣自動(dòng)落下,車輛駛出換電站,整個(gè)過(guò)程僅用時(shí) 4 分鐘左右,真正實(shí)現(xiàn)了加電像加油一樣快。
換電模式的優(yōu)勢(shì)不僅體現(xiàn)在補(bǔ)能速度上,還催生出了 “車電分離” 的創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)模式。車電分離使得車主無(wú)需一次性支付高額的電池購(gòu)置費(fèi)用,降低了購(gòu)車門檻。同時(shí),也打消了消費(fèi)者對(duì)新能源汽車使用若干年后電池老化、更換費(fèi)用高昂的顧慮。此外,換電實(shí)現(xiàn)了對(duì)大量電池的集中存儲(chǔ)、集中充電、統(tǒng)一配送,有助于提高能源利用效率,對(duì)電池進(jìn)行梯次利用和回收。
在政策的支持下,換電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。2020 年 5 月,換電首次被寫入《政府工作報(bào)告》;同年 10 月,國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035 年)》,提出鼓勵(lì)開展換電模式應(yīng)用。2021 年 11 月,《電動(dòng)汽車換電安全要求》正式實(shí)施,成為我國(guó)換電行業(yè)的第一個(gè)基本通用性國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。政策的保駕護(hù)航,吸引了眾多車企和能源企業(yè)紛紛入局。
蔚來(lái)汽車一直是換電模式的堅(jiān)定推動(dòng)者,其換電站已迭代至第四代,支持多品牌共享?yè)Q電,換電時(shí)間從 8 分鐘縮減到最快只需 2 分多鐘。2023 年 11 月,蔚來(lái)汽車正式宣布開放換電業(yè)務(wù),并先后與長(zhǎng)安汽車、吉利控股集團(tuán)、江汽集團(tuán)、奇瑞汽車、路特斯汽車、廣汽集團(tuán)、中國(guó)一汽 7 家車企簽署換電業(yè)務(wù)合作協(xié)議,組建的 “換電聯(lián)盟” 迎來(lái)快速擴(kuò)張期。此外,寧德時(shí)代、南方電網(wǎng)、國(guó)家電網(wǎng)、中石化、中石油等能源企業(yè)也紛紛布局換電市場(chǎng)。寧德時(shí)代的 EVOGO 換電服務(wù)已落地廈門、赤峰、深圳、成都等城市,合作企業(yè)涵蓋一汽、東風(fēng)、廣汽等。在商用車領(lǐng)域,寧德時(shí)代自研一站式重卡底盤換電接圈方案 —— 騏驥換電也已發(fā)布,并與福建高速共同建設(shè)高速公路重卡換電綠色物流專線。
盡管換電模式前景廣闊,但目前仍面臨一些挑戰(zhàn)。其中,標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一是制約其規(guī)?;l(fā)展的最大瓶頸。各車企在底盤設(shè)計(jì)、電池形態(tài)、電路接口、電池大小 / 重量計(jì)和緊固件設(shè)計(jì)等方面存在差異,導(dǎo)致?lián)Q電站難以實(shí)現(xiàn)跨品牌服務(wù),只能服務(wù)于單一品牌或少數(shù)幾個(gè)品牌的車輛,接單量有限,難以盈利。此外,換電站的建設(shè)成本高昂,包括場(chǎng)地租賃、設(shè)備購(gòu)置、電池儲(chǔ)備等方面的投入巨大,回收成本周期較長(zhǎng)。消費(fèi)者層面,部分用戶對(duì)換電后 “電池不是自己那塊” 存在擔(dān)憂,擔(dān)心電池性能不一致影響車輛使用。
充電與換電的未來(lái)走向
展望未來(lái),充電和換電兩種補(bǔ)能方式并非相互替代,而是相輔相成,共同推動(dòng)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。充電模式憑借其廣泛的適用性和不斷提升的技術(shù)水平,仍將是電動(dòng)汽車補(bǔ)能的主流方式。隨著超充技術(shù)的進(jìn)一步成熟和超充網(wǎng)絡(luò)的不斷完善,充電速度將持續(xù)提升,充電體驗(yàn)將得到極大改善。同時(shí),智能充電技術(shù)的發(fā)展將更好地保護(hù)電池,延長(zhǎng)電池使用壽命。在城市公共區(qū)域、高速公路服務(wù)區(qū)等場(chǎng)所,快充和超充設(shè)施將成為建設(shè)重點(diǎn),滿足車主快速補(bǔ)能的需求;而在居民小區(qū)、辦公場(chǎng)所等,交流慢充樁也將持續(xù)發(fā)揮作用,為車輛提供日常的基礎(chǔ)補(bǔ)能服務(wù)。
換電模式則有望在特定場(chǎng)景和細(xì)分市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)突破。在出租車、網(wǎng)約車、物流車等營(yíng)運(yùn)車輛領(lǐng)域,由于車輛使用頻率高、運(yùn)營(yíng)時(shí)間長(zhǎng),對(duì)補(bǔ)能速度要求極高,換電模式能夠顯著提高車輛運(yùn)營(yíng)效率,降低運(yùn)營(yíng)成本,具有較大的發(fā)展空間。隨著換電 “朋友圈” 的不斷擴(kuò)大,車企間合作的深入,電池標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程有望加速推進(jìn)。若能實(shí)現(xiàn)電池規(guī)格、接口等標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一,換電站將能夠?yàn)楦嗥放频能囕v提供服務(wù),規(guī)模效應(yīng)將逐漸顯現(xiàn),成本得以降低,從而吸引更多消費(fèi)者選擇換電車型。此外,換電模式在解決城市停車難、充電難問(wèn)題上也具有一定的潛力,通過(guò)與房地產(chǎn)開發(fā)商、物業(yè)公司等合作,在小區(qū)內(nèi)建設(shè)換電站,能夠?yàn)闆](méi)有固定停車位或無(wú)法安裝私人充電樁的車主提供便捷的補(bǔ)能解決方案。
總之,充電與換電兩種補(bǔ)能方式各有優(yōu)劣,在電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不同階段和不同場(chǎng)景中都將發(fā)揮重要作用。隨著技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新、政策的有力支持以及市場(chǎng)的不斷培育,相信這兩種補(bǔ)能方式將不斷完善,為電動(dòng)汽車的普及和發(fā)展注入強(qiáng)大動(dòng)力,助力實(shí)現(xiàn)綠色出行的美好愿景。