純電動(dòng)車(chē)用戶(hù)都希望能更便捷、快速地為車(chē)輛補充能量,但當前單一的充電和換電模式因各自的局限性,難以滿(mǎn)足消費者需求,所以充換電結合成為一個(gè)合適的選項。通常人們想到的充換電結合是在同一輛車(chē)的使用中有時(shí)充電有時(shí)換電,但其實(shí)還有一種充換電的結合,即部分充電+部分換電。如果加以合理設計,或許可以更充分地發(fā)揮充電和換電各自的優(yōu)勢。
當前,新能源汽車(chē)市場(chǎng)主流是充電模式,但充電時(shí)間長(cháng)是不爭的事實(shí)。換電速度快,且對電網(wǎng)更友好、有利于延長(cháng)電池使用壽命,但換電站投資大、占地多、網(wǎng)點(diǎn)分布少,很多換電站只能滿(mǎn)足某家廠(chǎng)商個(gè)別車(chē)型的需求,所以在和充電的較量中暫落下風(fēng)。近些年,由于國家補貼向長(cháng)續駛里程和高能量密度電池傾斜,為了多拿補貼,有的車(chē)企按照車(chē)型量身定做電池,最大限度地利用底盤(pán)和車(chē)內空間,不利于電池標準化,也不利于換電的發(fā)展。隨著(zhù)財政補貼即將退出,國家政策的適時(shí)調整,換電模式有望迎來(lái)發(fā)展新契機。
要推廣換電模式,需解決的最大問(wèn)題就是電池的通用性,即要統一電池標準。雖然統一標準有利于行業(yè)發(fā)展,但當前各車(chē)企車(chē)輛底盤(pán)和電池結構設計各不相同、復雜多樣,由于種種原因,這項工作一直難以推進(jìn)。很多年前相關(guān)部門(mén)曾經(jīng)試圖統一手機的電池標準,但最終不了了之,可以想見(jiàn)要統一純電動(dòng)車(chē)的電池標準比目前已經(jīng)實(shí)現的統一充電接口標準的難度要大很多。不過(guò),這一工作有可能取得突破,近日工信部裝備司召集了部分應用換電模式的企業(yè)進(jìn)行研討,討論了未來(lái)車(chē)電分離法規、電池標準統一趨勢等相關(guān)內容。
筆者認為,不同級別的車(chē)型想要通用電池,需按照小型車(chē)能裝的最大尺寸設計標準電池,否則至少要設計兩三種以上的電池尺寸標準。相應的,換電站如果配備多種規格電池、兼容多種尺寸,就意味著(zhù)換電和存儲設備的投資、技術(shù)難度都大大提高。為滿(mǎn)足中大型車(chē)的續駛里程,可以將電池一分為二,也就是用兩塊較小的電池取代一塊大電池。其中一塊電池是相對固定的標配,另一塊則是選配的可更換標準電池。新車(chē)出廠(chǎng)時(shí)可標配一塊200公里左右續駛里程的電池以應付日常通勤,用戶(hù)如偶爾跑長(cháng)途或來(lái)不及充電可臨時(shí)租賃一塊電池用于增程。如此部分充電+部分換電相結合,總的續駛里程基本沒(méi)有減少,用戶(hù)還可以靈活選配電池容量和續駛里程。
出租車(chē)和網(wǎng)約車(chē)作為經(jīng)營(yíng)用車(chē),使用強度大,并追求長(cháng)續駛里程,一天要換2~3次電池,更易推廣換電模式。而私家車(chē)僅用于日常通勤的話(huà)往往幾天才需換一次電,占用電池時(shí)間長(cháng)且周轉慢,用戶(hù)買(mǎi)車(chē)帶電池的話(huà)也不會(huì )輕易更換電池,所以目前的整組換電模式很難吸引私家車(chē)主。從大多數私家車(chē)主的綜合使用成本角度考慮,車(chē)輛出廠(chǎng)時(shí)配備可以滿(mǎn)足日常通勤的常備電池是最方便和經(jīng)濟的。
在這種新的充換電模式中,常備電池由車(chē)企提供,是用戶(hù)購車(chē)時(shí)包含的標配電池;而標準換電電池則由共享電池運營(yíng)商提供。在日常使用中,車(chē)主以使用常備電池充換電為主,長(cháng)距離出行時(shí)可租賃標準換電電池用作增程,因而共享電池有其潛在需求。私家車(chē)主雖然不會(huì )頻繁地租賃電池,但租賃時(shí)往往是集中使用,跑完長(cháng)途后馬上歸還,能有效提高周轉率。采用共享第二塊電池的方式,可以降低一半的電池成本。對于用戶(hù)來(lái)說(shuō),可不被出廠(chǎng)的車(chē)輛續駛里程所局限,而是根據使用需求臨時(shí)租用電池增加續駛里程,從而緩解里程焦慮,同時(shí)降低車(chē)輛購買(mǎi)和使用成本。此外,因電池使用效率大幅提高,同樣的電池產(chǎn)能可滿(mǎn)足更多數量的電動(dòng)車(chē)裝機需求,減少對優(yōu)質(zhì)電芯以及上游材料和礦產(chǎn)的需求,節約社會(huì )資源。相比整體式底盤(pán)換電,這種方式可以利用更多的車(chē)內空間,使總電池容量更大、續駛里程更長(cháng),從而實(shí)現1+1>2的效果。
至于共享汽車(chē)備用電池的形式,既可內置,也可外掛。前者需要電池外形和接口等完全統一;后者只需統一接口及數據通訊協(xié)議就可以快捷補電,而且后者更靈活機動(dòng),它可以是無(wú)動(dòng)力的電池拖車(chē),也可以是無(wú)人駕駛的自動(dòng)小車(chē),未來(lái)應用高等級無(wú)人駕駛技術(shù)的共享移動(dòng)電池車(chē)最終將實(shí)現隨時(shí)隨地為用戶(hù)補電,用戶(hù)無(wú)需專(zhuān)門(mén)開(kāi)車(chē)去換電站。值得一提的是,共享移動(dòng)電池車(chē)可以使用綠色再生能源,對二次能源豐富的中西部地區來(lái)說(shuō)尤其適合。除了乘用車(chē),商用車(chē)也可以共享增程電池,例如重型卡車(chē)可以采用多個(gè)標準電池模塊接力的形式,從而減輕車(chē)輛自重,降低能耗,降低購置和運營(yíng)成本。當然,以上兩種換電方式也可結合,如一輛車(chē)采用一組常備電池+一組車(chē)內共享增程電池+一組外掛移動(dòng)共享增程電池。
筆者認為,隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展,未來(lái)共享電池會(huì )有很大的市場(chǎng)潛力,AI和大數據的應用將有效提高共享電池的使用效率和方便性。當然,實(shí)現這一目標的前提還需行業(yè)積極促成共享電池標準的統一。