王子冬:换电有利于探索电动车的商业模式

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7月24日-27日,由中华人民共和国商务部批准,得到国务院国有资产监督管理委员会、商务部外贸发展局大力支持,广州市工业和信息化局组织,中国机械工业集团有限公司、中国机械国际合作股份有限公司、中央企业电动车产业联盟、中国南方电网有限责任公司、南光(集团)有限公司和广东省汽车流通协会联合主办,广州中汽服务贸易有限公司和南方电网电动汽车服务有限公司共同承办的第五届中国(广州)国际新能源、节能及智能汽车展览会在广州保利世贸博展览馆举办。

期间,由车云网和中国机械国际合作股份有限公司主办,电动邦联合主办的“迭代、重生——2020新能源汽车大会”于7月25日在广州保利世贸博览馆1.5层百合心语厅。本次大会以”迭代、重生”为主题,邀请业内重量级专家及企业大咖参会,将围绕“新能源汽车市场的趋势与格局”、“新能源汽车动力电池的商业模式与技术路线的进化”、“新基建风口下的充换电机遇”等话题分三场进行讨论,共同探讨新能源汽车产业的未来。

以下是中国汽车动力电池产业创新联盟副秘书长王子冬致辞实录:

最近行业中对充、换电讨论热度比较多,实际上换电这件事情跟充电一样的,只是换下来充电。

我们现在推新能源这件事情是干什么?我们不是为了简单推新能源而推新能源,是我国能源革命战略的组成部分。所以这里面有能源结构转型的问题,大家一直讲这个事情,但是怎么转?这里面有初级目标,还有中级目标,是国家战略。

能源革命面临的挑战,消费者、产业界、市场、政府,都在非常关心这件事情,有不同的关注点,对于产业结构而言,未来市场将会重新洗牌,新的技术和模式对传统技术方式是一个挑战。包括造车新势力对传统汽车企业产生的冲击。

现在大家都在讨论汽车对城市污染的影响,最近在北京疫情这五、六个月里,老百姓没有怎么出门,开车也很少,都不上班了在家隔离,但是雾霾并没有明显减少。

所以我们也在想,真正造成雾霾的原因是什么?有两个比较大的大领域是我们后面要着重关注的,一个是大型货车的污染问题,二是船舶的污染。国家最近也在开展行业讨论,讨论如何降低船舶的污染?这次习主席去武汉的时候特别提到长江的治理,这其中应该也包括治理船舶污染的问题。

车辆的清洁能源化改造发展是趋势,我们现在提的不叫新能源,叫新能源的说法争议比较大,太阳能在地球上几十亿年了,怎么成新能源了?风力也一直有,比人类历史早得多,所以这些怎么能叫新能源?我们应该叫能源清洁化,包括习主席给海南省提出,怎么解决绿电问题?要解决电来源的污染问题。

我们希望交通运输消耗的能源尽可能清洁化,这样说更合理一点,并不是说新能源。

有很多使用场景,根据不同车辆的使用场景,能源清洁化的方式和技术路线不一样。我们以前太多注重强调的是纯电动,认为这是最干净的,实际上未必,关键在于电能源的来源方式上。

我们最近也在研究这个商用车能源清洁化事情,商用车的使用比较关注能耗和成本。在商用车运输方面,治理污染的过程中能耗和成本是很关键的一点,我们治理商用车的污染,要看切入点在哪里?

我们推动了近20年电动汽车的推广应用,但是去年大家看到政府的补贴稍微一降,整个市场就下滑。我们也在想到底是什么原因?要解决刚性需求问题。

大家看商用车使用成本的统计,包括200公里以下,200-400、600公里,新能源电动车比传统燃油车如果在使用过程中有成本优势,就会有市场需求的空间。

大家可以看出商用车最大的成本就是燃料成本,第二是人力成本,其他都没有超过这两项。我们就要在这两方面做文章,包括现在智能驾驶、无人驾驶,也是为了消减这两块的成本。

传统的充电方式,我们现在发现了一些问题,为了解决这些问题,我们就要想什么办法。

这是今年2020年上半年统计了一些电动汽车安全事故,特别是跟充电有关的,都是充电中,或者充完电后发生的。6月底的时候国外也出了事故。

这是到今年的电动汽车召回统计。这几个案例是因为动力电池原因召回的,我们今年召回量也不少,必须引起大家的警觉。

我们对电动车事故统计,很多事故跟充电强关联,不能说一充电就出问题,如果充电出问题,就应该100%的电动汽车就会出问题了,而实际情况却不是这样。所以不能这么解释。

目前我们能不能杜绝充电过程中的安全问题?去年在上海地下车库发生的特斯拉着火,也是充完电后停地库就着火了。

我们在想能不能把管不了的事情有效管理起来?如动力电池系统在停止充电后的管理。所以大家想到是不是可以采用换电的思路来解决一些问题。

前面有人说热失控的问题时,提到100个100Ah锂电池相当于多少公斤的xxxx,我不知道这是怎么计算的?就我个人体会,威力确实不小。2003年我在做安全试验时就被锂电池炸飞过,当时是一支65Ah的电池,隔着防弹玻璃把我炸飞的,隔着防弹玻璃就把我推出来四五米,一支电池这么大威力,100支就能把房子都炸飞。当然这里面有一个能量释放时间段的问题。

大家现在特别强调热失控的事,一说热失控就是电芯,这个问题的理解有一点片面,我们所有人在研究热失控的时候,都是发现在车里面,动力电池烧得最厉害,认为是电池原因造成着火,所以就从电池入手研究事故原因的。我们一说热失控就说电池热失控,是因为我们发现锂离子动力电池确实容易发生热失控。

我处理过多起电动车着火事故,真正因为电芯热失控引发的事故占少部分,大部分事故不是因为这个原因。

现在这么多学者在研究电池热失控,是发现电池热失控导致这个事故?还是因为什么其它原因?因为他们分析电池包里出事的原因可能只有电芯,但是有没有真的去事故仔细分析一下,是不是电芯的原因?其实,很多时候电芯是被引燃的。

为什么充电过程总出问题,是因为不合理充电方法、以及维护方法不合理造成的。

我们现在分析这么多事故,没有一个事故可以再现重复。就是说假定就一个专家说,电池因为某一个电芯短路,把电池引着了,那就按照发现的问题去短路某个电池,结果未必相同。说过充引起的事故,那你就去试过充会不会出问题?个别电池出问题,不一定电池组也出问题,所以,事情没有那么简单。现在这个电池组安全性试验标准是有缺陷的,也是基于电芯问题,实际上不一定是电芯问题。

电池的安全隐患产生的原因是什么?电池事故这么频发,着火是因为各种锂电池当中的电解液,只不过三元材料电池在出现问题时更容易点燃电解液而已。固态电池的问题其实更多,因为液态电池已经用了20年了,20年我们已经把很多问题摸出来解决了,固态电池现在没有大批量使用,在用的过程中还会有多少问题是未知的,大家不要轻信固态电池就是液态电池终极目标,根本不是这么回事。

电池组都有BMS,都希望管控住,实际上很多事故都有BMS,2015年前我见过电池组没有BMS,着了一次火,装了200多辆车,只有一辆车着火,后来电动车就都有BMS,但是着火越来越多,这个BMS管的是什么?大家应该好好想一想。

BMS只能管外部进入的干扰或者破坏,管不了内部出问题。我们现在恰恰找不到内部什么地方出问题。所以很尴尬,BMS管得住敌人,管不住自己。我们发现在充电着火事故中,很少发现有过充电现象,如某一支电池过充了,没有发现这个信号,如果有这个信号,充电的时候就会通过控制让充电桩停止充电了。还有为什么充电结束后离开充电桩就着火了?

所以,这个事情很尴尬。为此我们在想,这么多的问题怎么解决?包括B端商用车,对充电安全性,里程忧虑,我们就在想是不是针对有应用场景的商业化用车,我们采用换电方式?换电可以解决比较多的问题,对比充电来说,有一些事情就容易控制,如24小时监控问题,有很多问题可以通过换电站加以解决。

燃油车电动化,大家想了很多办法,快充几分钟充满,这是人们的理想。大家看这个图,实际上是不太现实的。因为快充不是充电机行不行的问题,而是电池是否受得了的问题。

我跟大家讲这个事情,千万要注意,谁提到快充的时候,你问他一句话“你快充的时候,我电池寿命下降多少?”,如果1000次后低于5%,快充方法就可行。如果由于快充寿命降低30%,那这个快充不可取。现在许多电池在快充情况下会有70%的衰减,原来可以用一千次,由于快充只剩下300次。现在我们谈换电,就是在解决能量的快速补充问题,并不是解决快充,用过的电池组拿下来,把充过电的电池组装上。

快充对电池的损伤很大,因为电池自己受不了。

最近宁德时代对外公布的一件事,说电池的寿命可以很长,可以超过一百万公里。它是怎么做到的?大家都在想办法,其中很关键一点,负极表面的SEI膜,现在做的所有传统的锂电池,没法解决析锂问题,做得再好也没法解决,电池一析锂,容量就下降,寿命就会缩短,安全性就降低了,这是连带的。

所以应该解决负极表面不析锂问题。如果能够做到不析锂,一是安全解决了,二是寿命提高了,这是一定的。

另外,在我们北方,冬天拿着快速充电桩上的充电枪,是拿不动的,因为天气寒冷充电枪电缆变硬搬不动。快充这个事情真的没有那么简单。

在推广新能源汽车过程中我们遇到了这么多的问题,要因地制宜,适可而止,不是一种方法解决所有的事情,我们要统筹考虑这些问题。

换电的思路,可以将动力电池资源发挥到最大价值,但是这个说法是有点问题的,首先动力电池必须要有足够大的价值,我能把它发挥出来,如果电池就一千次寿命,那怎么也发挥不了太大。至少用换电方式比充电方式动力电池系统的使用次数更多,假定我用车载充电方式,大概一千次,换电就可以达到1300-1400次。这是因为有专业的管家在服务,换电站里的充电环境比在车上充电环境好得多,还可以24小时监控。现在通过换电方式,并不是说没有问题,但是至少可以解决更多的问题,这些问题从车载充电角度来说是解决不了的,所以比较而言更有优势。

安全保障方面,大家在使用一个商品时,一定是安全第一,第二是运营效率要比较高。特别是对B端的车运营效率要高,充电设备使用效率也要高。在北京有人做过统计,去查看过,别的城市应该也有这种问题,包括特来电、星星充电,有很多充电桩的使用频率很低,每天用不到一次,北京0.3-0.4次。如果是换电站,一个充电设备每天要用十次、二十次,甚至三十次。按照充电桩每天一次都用不到的情况来看,社会保障投资这么大,结果放在那儿不用,就造成资源浪费。因为换电站可以实现智能充电,电网负荷大的时候少充一点,电网负荷低,快充一点,这是可以调节的,有商业运营模式可以支持的。

这是换电站现在和未来的场景,现在换电站,大家不要认为换电站只是换电站而已,有很广阔的未来前景。充电是看不到这个前景的,是不可能延伸这个层面的。

我们为什么探索换电模式来让大家接受?目前实际上更多是用在B端车上,就是为了方便B端车使用。我们希望将来推广到C端用户,跟城市储能联系一块,进行电网的平衡、负荷调节都可以。

换电安全性、长寿命、准确的电池评价,这个事情真不要忽略,因为我们要去做梯次利用的时候,后面对动力电池准确的安全性评价是绕不过去的,很多人在这上面花很大代价。

如果是换电站,因为有平时数据积累,自然而然可以把这个在换电站做完了,动力电池能不能做梯次利用都是很清楚的,不需要拿下来再做评估。这也是很关键的一点。

在换电站就可以完成梯次利用,原来可以走300公里的电池包,容量下降后直接降级使用,还能够走250的。用户考虑如果今天不走远程,换一个短距离的电池组也可以,用经济杠杆来调节。如那个长距离的电池包,0.33元/公里,少一点的0.3元/公里,走200公里可以节省多少钱。换电站就可以完成一个梯次利用。

我今天上看了几个换电站,我们这个共享换电站的标准怎么做?大家想换电的理念很好,我们提到的换电,不是单一换电站,是共享换电站,这么多整车企业,他们车都可以到换电站换电才成功,不是只能某一个车可以去换电。我们希望将来采用某几种标准的电池箱,整车企业在开发的时候把换电架装在车上,电池箱匹配是标准的,整车开发的重点放在如何把车做好上,让用户体验好。电的供给和换电由专业机构干,这样社会分工更好。

这是商用大车上的应用,大型车上应用更有价值。大型商用车的换电站可以采用无人值守,重卡电动化改造对我们现在解决重卡、大型货运车污染非常有帮助。

换电只是技术上的事情,最重要是电动商用车运营商业模式探索,围绕这个模式要可以盈利,因为商用车是拿车辆当生产资料用的,不是个人消费,个人消费不是特别在意成本的,商用车是靠跑里程挣钱,对于降低使用成本更在意,所以,我们在做电动车推广时,商业模式推广很重要,技术也是嫁接在模式上才有生命力。

换电这个事情不是说没有困难,我们也会面临着很多困难,特别是统一标准的问题,平台化问题,我们怎么让不同的车型都可以统一换电?如果十种车换十种电池箱,那不可能的,大概三到五种标准电池箱是比较可行的。汽车按照这个标准电池箱进行统一的推广应用,我们通过实践摸索出最后哪几种更合适,经过一段时间后去淘汰。

换电模式在运营、租赁、重卡商用车领域,包括公交车方面,垃圾车、货运车,有望迎来新一轮增长,拉动新一轮电池需求。

其实换电最根本解决将电池标准化问题,换电将会颠覆这件事情,将来电池是由换电站说了算,不由电池厂说了算,因为那个标准电池箱是根据换电服务的方便性来确定要求的,不符合它的要求,我不用你这个电池,所以大家将来要注意,真正在这个领域中,控制渠道说话算数的人,有话语权的人不是整车企业,也不是电池厂,是换电运营商。

电动车如果不标准,没法普及,每一个电池厂自己说是标准,都按照自己的电池来做标准,整车厂也按照自己来做标准,电动汽车就没法普及。

编辑:Tammy

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