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太阳集团2003:换电 VS800V谁才是电动车补能的终极形态?

2022-10-30 04:33:58

  太阳集团2003:换电 VS800V谁才是电动车补能的终极形态?当时间节点拨至 2022 年,纯电动汽车旗帜鲜明地接过新能源汽车的发展大旗,未来十数年内,纯电是不可争议的主流动力路线,那么电动汽车的里程焦虑该如何打破?

  大洋彼岸,美国总统拜登在 2021 年 8 月签署行政令,设立 2030 年新能源渗透率突破 50% 的目标,其中电动汽车占比 40%。聚焦本土,中科院院士欧阳明高不久前也预计,国内新能源汽车渗透率在 2030 年前会达到 50%,电动汽车自然是当仁不让的主力。

  电动汽车在市场端的狂飙突进,也将其在基建端的补能问题推上桌面。这其中,路线问题值得讨论:换电和超充(也即 800V 为代表的高压充电),哪个才是快速补能的终极方案?

  还记得多年前一个土木学弟提出的疑问:既然要搞电动车,那为何不做换电?电池没电了,直接去换一块满电电池不就好了,不就可以像油车一样没有里程无忧了么?

  主修车辆工程的我在那时给出的回复是:换电的基础设施建设成本太高了,并且电池技术在不断发展,新技术电池和已有换电系统可能有兼容问题。

  体系化换电能力的建成,已经对新能源消费决策形成不可忽视的影响。当里程焦虑因为换电得到一定程度缓解,很多人便把蔚来作为新能源消费首选,有些用户甚至在提车几个月内都没有使用过充电模式,完全依靠换电来解决补能问题,在一些场景下,实现了 加电比加油 方便的愿景。

  近来,上汽旗下新能源品牌飞凡也入局换电,并且联合中石化、中石油 两桶油 与宁德时代,共同推进换电站建设。

  但换电与最新电池技术的兼容问题依然存在。以蔚来为例,因为要做换电,蔚来电池包的尺寸被锁死在了 2062*1539*136mm。诚然,蔚来仍可采用 CTP(Cell to Pack)技术,提升电池容量,也可采用三元铁锂技术,改善生产成本。

  我的一个朋友便是看中蔚来的换电和 ET5 的内外设计,十分期待地盲订了一辆 ET5,但在亲身体验过坐姿后,纠结下还是选择了退订。我能在聊天中感受到他的遗憾, 车子整体是真的喜欢,但确实不习惯这个高坐姿。

  当然,谨慎入场的飞凡可以享受到当下最新的电池技术,例如上汽的低质心躺式电芯电池,以及飞凡宣称的可以适应不同电池包高度的换电技术。

  自然也不能排除蔚来推出适应电池包高度的换电技术,但那必然会经历一个复杂的验证过程和与前期沉默成本的对抗。而且,电池技术会不断进步,每一次迭代级改进,都是对蔚来、飞凡这些换电玩家的大考。

  而对于换电,更大的挑战则是兼容。燃油车切换为电动车,核心技术由 三大件 转为 三电 ,主流车企不会愿意核心技术攥于他人之手。

  毕竟燃油车时代,宝马就因劳斯莱斯收购案,暗嘲过大众没有 12 缸发动机,大众也正是这之后打造出了著名的 W12 发动机。核心技术必须自产,电动时代依然如此。

  我们在中科普过车端更新 800V 高压面临的种种挑战,诸如耐高压 SiC 材料 MOSEFT 器件的量产装车,高压纯电的系统性验证,以及背后的供应链匹配等。

  首先 800V 超充桩会对配电网造成前所未有的压力。现有快充电桩的功率一般为单枪下 120kW,双枪下 180kW,800V 高压超充的部署会将这一数据提升至 480kW,甚至 500kW。

  大踏步的功率提升意味着配电要求的提升,当下普通加油站的电容量仅为 250kVA(kVA 为视在功率,其与可支撑的电力使用功率 kW 切换可粗略地换算为:视在功率 *0.9= 功率),也就是只能支持一个 180kW 的双枪快充桩。本身即有强大储能能力的蔚来二代换电站,也只能部署两个 500kW 超充桩。

  此外,配电网因为负荷变化,会产生电压偏移,当电压偏移过大,就会造成电压越限问题,威胁配电网安全运行,超充桩带来的瞬时功率提升,势必会对本就饱满运转的配电网造成额外压力。

  推进高压超充基础建设,车企们已经在行动了,并且也在开始联合行业外的相关力量,例如国家队成员长安在推出 750V 的阿维塔 11 时,也完成了 A 轮融资,领投的便是国家绿色发展基金。2023 年,会是 800V 高压超充基建的元年。

  当下国内充电执行的标准是汽车标准化技术委员会在 2015 年牵头,由车企、充电运营商、充电制造商们共同制定的 GB/T 18487.1-2015。这套标准下,充电设施的软件协议难打通,硬件锁支机构还易故障,特斯拉在国网快充桩龟速充电,甚至跳枪即是因此。

  而后来由中国电力企业联合会牵头的标准 GB/T 20234.4,也即近年来更多被提及的 ChaoJi,不但拥有更安全的硬件锁止和更兼容的软件协议,还将充电上限由 GB/T 18487.1-2015 的 950V、250A 提升至 1500V、600A,并且取得了国际认可。

  我们仍然坚持之前的观点:智能电动车想替代燃油车,更应该做的是加法,通过体验升级让用户主动接受电动车,而不是依赖于环保大概念、地区政策等的强推。也即消灭掉里程焦虑等致命短板后,通过电动车驾驶平顺、静谧性好、保养便捷、用车成本低的优势打动消费者。

  显然,代表未来的 800V 高压超充是解决里程焦虑的终极途径。但在其落地之前,关于 标准 的纠结必须解决,否则又是可预见的巨量沉默成本,包括高昂的基建成本和宝贵的电动汽车发展窗口期。