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作者|周霜降? 編輯|阿峰? 排版|浩天
6月9日，繼福特之后，通用汽車宣布明年起接入特斯拉的超級網絡，涉及1.2萬個超級充電樁。
另一邊，蔚來的換電站也在加速滲透。5月30日，湖南首座蔚來第三代換電站開業(yè)上線，標配了蔚來最新發(fā)布的500kW超快充樁。
換電和超充都可以幫助用戶緩解充電難的擔憂，但哪種選擇更好呢？誰的勝算更大？
車百智庫（微信：EV100_Plus）作為一家由中國電動汽車百人會聯合權威機構、產業(yè)鏈頭部企業(yè)共同發(fā)起成立的專業(yè)研究機構，基于此，課題組在《2022新型交通能源基礎設施發(fā)展研究報告》中，通過多方調研、咨詢和討論，對解決新能源汽車補能的瓶頸性問題進行了深度解讀，供行業(yè)人士參考。以下是對報告的部分截取。
問題一：電動車補能領域，有哪些企業(yè)入局？要如何布局才能搶占先機？
換電模式的優(yōu)勢體現在提升補能效率、降低用戶購車成本以及電池統(tǒng)一管理等方面。首先，“車電分離”模式通過將汽車和電池獨立銷售，可以有效降低消費者的購車門檻，并提高電動汽車保值率。其次，換電運營商通過對電池精細化管理，能保障充電過程安全，并可利用電池健康狀態(tài)的監(jiān)測數據為電池價值評估與流轉提供相關依據，同時為金融機構對電池資產性能的判斷、保險等提供參考。
此外，換電模式也有利于推動動力電池回收利用，釋放全生命周期價值。一方面，以換電站為單位進行統(tǒng)一管理能有效降低動力電池回收難度。另一方面，換電模式對電池進行均衡管理，且所使用的動力電池型號、能量密度、使用強度和使用場景相對統(tǒng)一，因此退役電池狀態(tài)具有更高的一致性，基本可滿足梯次利用的可靠性和安全性要求。
中國布局換電運營的企業(yè)主要分為四類。
一是奧動新能源、伯坦科技等第三方換電運營商。二是車企背景的換電運營商，例如藍谷智慧能源、易易換電、Nio Power 分別是北汽新能源、吉利、蔚來旗下的換電運營品牌。三是能源供應商拓展充換電業(yè)務，國網、南網、中石化、國電投、協(xié)鑫能科等能源企業(yè)探索換電+充電綜合能源服務站。四是電池企業(yè)，通過整合行業(yè)資源尤其是標準化電池推動行業(yè)需求來提升電池訂單。截至 2022 年 5 月，面向乘用車市場的換電站建設數量約 1519 座11，主要集中在一線城市及新能源汽車推廣較好的地區(qū)。北京的換電站數量最多，共計270 座，其次是廣東 (204 座）、浙江 (145 座）。
奧動、蔚來及伯坦是現階段中國乘用車換電基礎設施建設運營的主力軍。截至?2022 年 5 月，奧動運營 440 座換電站，服務品牌相對集中、電池規(guī)格相對一致的運營車，已在幾十個城市開展出租、物流、分時租賃等場景換電服務。奧動與北汽、上汽、長安、東風、廣汽、一汽等車企開展換電合作，兼容多品牌多車型的換電。伯坦與東風、力帆等車企已開發(fā)分箱換電車型，建成并運營換電站108 座。蔚來運營 971 座，服務本品牌私人乘用車。
在超充方面，電動汽車及上下游供應鏈、充電網絡、電力系統(tǒng)等全生態(tài)企業(yè)，圍繞電動汽車?800V 高壓平臺架構與大功率充電，在技術與標準研發(fā)、產品設計與推廣等方面展開了深入實踐。
2020 年之前，已上市車型的電壓多在 300V-500V 之間，充電速率普遍不高。從 2020 年開始，600V-800V 高壓車型逐步走向市場。2021 年之后，為匹配用戶快速補電需求，各大車企布局大功率高壓快充車型，保時捷、奧迪、廣汽、小鵬等國內外車企均在推動基于 800V 及以上高壓平臺的車型。
問題二：換電VS快充，究竟哪個模式好？
換電基礎設施未納入城市整體規(guī)劃，會遇到電力增容困難、布局不合理等諸多問題，充電樁規(guī)模化落地所面臨的尷尬在換電模式上同樣存在。同時，目前行業(yè)內對于換電站屬性沒有明確定義，政府層面也沒有明確的牽頭主管部門統(tǒng)籌協(xié)調換電站的建設，在換電設施建設中會遇到，地方報備機制和建設標準不明確、差異大的問題，這些問題限制了換電站的精準布局和推廣速度，也增加了運營成本。
跨企業(yè)、跨品牌的電池包標準統(tǒng)一進展慢，不同換電技術路線也難以兼容目前，不同主機廠的動力電池規(guī)格各異，連接部件各異，換電站的換電方式也存在巨大差異，無疑影響了電池包的互換性和換電站的通用性。電池標準統(tǒng)一在技術層面的難度不大，主要涉及電池規(guī)格、機械連接、電氣連接、通信協(xié)議、管理系統(tǒng)等。
然而，推進電池總成與接口的標準化、通用化涉及多方利益糾葛。主機廠不愿放棄自主掌控電池體系，或者向外開放自己的技術設計數據，從而淪為只做車架的主機廠。實施標準化電池包，也可能壓縮整車企業(yè)的設計空間，影響企業(yè)的研發(fā)生產和品牌經營，也會一定程度上使電動汽車產品趨同，不利于滿足多樣化的汽車消費需求。
同時，現在車型公告機制和換電重卡商業(yè)模式不匹配，跨品牌、車型、容量的電池互換受限，影響了電池作為移動能源載體的共享利用。
電池在充放電及存儲過程中存在安全隱患。換電站內存儲有多塊電池，動力電池電化學特性使其在充放電與儲存過程中具有一定的燃爆特征，存在安全隱患。我國汽車行業(yè)在換電領域制定的首個基礎通用國家標準?GB/T40032-2021《電動汽車換電安全要求》 已于 2021 年 11 月開始實施。目前對于計量，通信和運行平臺等涉及數據安全的內容尚未形成統(tǒng)一有效的防范和監(jiān)管，需考慮對換電站的電池狀態(tài)進行實時監(jiān)測，規(guī)范監(jiān)測數據標準，規(guī)避電池狀態(tài)異常造成的意外事故。
但高壓快充推進也存在協(xié)同瓶頸。
車型開發(fā)方面。一是電池系統(tǒng)安全與全氣候熱管理挑戰(zhàn)。研究機構與行業(yè)企業(yè)正積極通過電化學體系、結構設計、算法等改進，平衡動力 電池的充電倍率和能量密度，以及成本、壽命、安全性。同時基于多面冷卻技術、電池系統(tǒng)和高壓架構耦合設計、電動汽車和充電樁耦合增效等方案解決熱失控、低溫充電問題。二是碳化硅器件供應困局。碳化硅產能保障需要改善原材料供應、提高原材料利用率、持續(xù)產能投資。三是高壓絕緣、軸承電腐蝕、高壓 EMC 問題。目前主要解決路徑包括絕緣監(jiān)測、防電腐蝕技術、EMC 抑制技術等。
充電布局方面。一是大功率充電標準尚未正式出臺。2015+和 ChaoJi 兩套標準各有優(yōu)勢，路線選擇影響布局進度，標準編制單位正在積極推動大功率充電標準的驗證與落地。二是車樁布局先有雞還是先有蛋的問題。車企和樁企之間統(tǒng)一節(jié)奏，充電運營商適度提前布局，同時車企高壓車型逐步投放。三是大功率充電站如何更友好和經濟地并入電網。行業(yè)企業(yè)積極應用配儲、充換電耦合、功率柔性分配、智能有序充電等技術，減少對電網的功率需求。四是車樁電壓兼容。主機廠主要采用升壓的 DCDC 方式、電機升壓，以及電池模組串并聯等解決方案。五是如何提升大功率充電樁利用率，減輕重資產投入。車企與充電運營商積極探討資源共享方式，并按照功率利用率收取服務費，打造超充車位差異化服務，超充充電場站也在規(guī)劃參與需求響應、輔助服務、綠電消納，創(chuàng)造額外收益。
問題三：換電站發(fā)展的關鍵：通用性和安全性，數據資源的充分利用能否成為突破口？
提升通用性和安全性，充分利用數據資源的價值將是換電站的發(fā)展方向。
強化換電站建設的統(tǒng)籌規(guī)劃。將換電站配套設施建設列入專項規(guī)劃，進行精準布局，明確牽頭主管部門與審批流程，統(tǒng)籌協(xié)調換電站建設所需的土地、電網建設等保障措施，引導行業(yè)有序發(fā)展。
加快共享換電的國家標準統(tǒng)一?？紤]基礎設施共享互換，考慮市場的存量，采用統(tǒng)一的技術路徑，避免資源的浪費和同質化的競爭，為行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造更加良好的營商環(huán)境。同時，建議工信部在現有換電車型公告基礎之上，允許車企根據市場需要進行子公告的拓展，在保障安全的基礎之上，允許在已公告并上牌的車輛上使用不同規(guī)格的電池，從而使電池作為移動能源的資產能夠實現合法的共享運營。
探索電池全生命周期運營管理。推動車企、電池企業(yè)、車隊、換電運營商、能源公司、回收利用企業(yè)等加強合作，建設動力 電池全生命周期共享數據平臺，打通跨企業(yè)數據通路，加速數據資源的整合流通，開發(fā)數據商業(yè)價值。實現電池資產可溯源、可監(jiān)測、可流通，完善電池資產全周期管理服務，以延長電池使用壽命、提升電池安全性，并大幅提升電池上游材料關鍵戰(zhàn)略資源安全性。同時鼓勵地方政府與企業(yè)加快建立自有換電基礎設施的安全管理體系，鼓勵換電企業(yè)參與和開展安全管理技術措施的研究，完善用電、消防等安全管理有關制度和標準。
★ 報告目錄框架?★
* 本文源自研報：《2022新型交通能源基礎設施發(fā)展研究報告》
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