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以用户需求和科技研发驱动创新,推动行业进步

充电桩测试平台!换电VS充电,谁决定新能源车未来?

发布时间:2024-07-17 分享

  

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  无数车企宣布燃油车到期将彻底退出市场,正如当初被苹果蚕食的功能机市场,新能源车意味着未来。

  然而,遍布全国各地的119000座加油站,是燃油车自由驰骋的保障。与之相比,新能源车的补给站数量更多。

  数据显示:中国电动汽车充电基础设施促进联盟数据显示,截至2021年9月底,国内充电基础设施数量为222.3万台,车桩比约3.05∶1。

  以广东省为例,广州市大概1万个加油枪,300万台燃油车。新能源汽车大概是30万台,却有5万个直流快充桩。广州加油站是700座,快充站是2300座。

  数据似乎无法解释高速服务区的长队?如同火车票,平时与春运,意味着截然不同的供需要求。

  普遍约445公里不到的续航,长达3小时的充电时长,是电动汽车普及的最大痛点。

  难以突破的电池技术

  当电子设备有了更大屏幕、更高的分辨率、更强大的CPU,电池技术却好像仍在原地踏步。

  尽管不断有车企、电池厂商放言实现1000公里续航,但却屡屡遭到业内专家打脸。续航问题,是横亘在电动车面前的一座大山。

  评价电池性能的主要指标,首先是电池能量密度,也就是电池单位体积或质量所释放出的电能。能量密度越大,电池携带的电量越多,也就意味着更加强大的续航能力。

  电池能量密度主要与正负极材料有关,无论是车企还是电池企业都在尝试通过各种组合实现更好的性能。

  电动汽车使用的主流电池之一是三元锂电池,其正极材料使用镍、钴和锰三种材料,镍在其中起着提高电池能量密度的作用,决定了电动汽车的续航里程。

  目前,“提镍降钴”是主流方向。三元电池正极材料镍钴锰比例从5:2:3变为6:2:2,当前三者比例可达8:1:1。电池和材料企业正探讨三者比例进一步变化为9:0.5:0.5,而“全镍”电池也是研发方向之一。

  然而,技术进步的速度,远远赶不上汽车企业需求。续航之外,成本的考量对企业更加重要。

  新能源车的不可能定律:续航、安全、低成本,三者不能同时存在。电池技术,成为新能源车彻底取代燃油车的掣肘。

  电动车的电池成本结构特殊,原料成本大于生产成本,量化生产对成本的降幅很小,边际成本不会因为高效产出而出现明显的下降。

  以当前主流的两种电池即磷酸铁锂和三元电池做对比,磷酸铁锂安全性较好、寿命较长、成本较低,但能量密度和高低温性能稍差。三元电池正极材料使用钴和镍等高价金属,成本更高。

  而成本的降低,对电动车的普及至关重要。无补贴的电动车初购成本要想实现与燃油车相当,电池价格需要下降到100美元(约647元人民币)/KWh。彭博新能源财经监测数据显示,2020年锂离子电池平均价格降至137美元(约887.6元人民币)/KWh,但受电池原材料价格上涨影响,锂电池价格降至100美元/KWh的速度或会放缓。

  这也是随着上游原材料价格上涨,国家宣布补贴退坡之后,成本更低的磷酸铁锂电池市占率回升。

  特斯拉近期在投资者大会上表示,对于标准续航版Model 3和Moderl Y,全球范围内都将改用磷酸铁锂电池。此外,有消息称,苹果正在为其电动车寻求磷酸铁锂电池。

  从今年前三季度装车量来看,三元锂电池占比依然领先,但两者差距在逐渐缩小。其中,三元锂电池占总装车量51.2%,磷酸铁锂占比为48.7%。

  这也就意味着,在短期内,车企在成本控制需求下,电池焦虑的解决方案,还要从电池之外去寻找解决方案。

  换电,是过渡,还是未来?

  换电只是当前解决电池焦虑的解决方案,超充和长续航才是终极解决方案。

  国内纯电动汽车补充电能的方式一直存在充换电之争,换电模式和充电模式各有利弊,换电更加快捷,但建站成本更高,对车辆和电池组的设计也有特殊要求。

  充电模式一直行业主流。

  根据用户不同,充电桩分为公共桩、私人桩和专用桩。私人充电桩方面,截至2021年7月,充电联盟成员内整车企业采样约144.5万辆车的车桩相随信息,其中随车配建充电桩106.4万台。

  快充技术统一标准化很容易在不同车企实现,全国电网统一标准,全国电动车插口统一标准,全球电池技术共同进步,快充技术的标准设立,和快充电桩的普及,成本低的多。

  特斯拉超充站数量达到 3.254 座,超充桩数量达到 29,281 个。

  目前,国内造车新势力,理想、小鹏有认为超快充电桩是纯电车的先决条件,而蔚来选择押注“换电”。

  不同的解决思路,一个是快速给车充电,一个是用提前充好电的电池给车补给能量需求。

  以功能机时代的手机为例,掀开手机后盖换电池的方式,在智能机时代,已经被厂商和用户抛弃。

  2020年8月,政策允许车辆与电池分开销售,在这一模式下,购车价格不包含电池,蔚来汽车价格普降,极大地降低了用户购车成本。蔚来车电分离方案实际上实现了电动车和燃油车平价。

  买车租电池的方式,也极大地降低了电池衰减等问题给用户带来的不良体验。

  相比充电,换电所用时间更短,按国家换电站标准,5分钟内即可完成。此外,换电站给替换下来的电池组充电均为慢充,快充容易出现热失控起火,换电模式电池组统一管理在安全性上更加可控。

  截至2021年9月,我国共有电动汽车换电站890座。其中,蔚来在全国范围内的换电站数量已经超过600座。

  国内进入工信部产品公告目录的换电车型近200款,累计销售超过15万辆。

  换电模式也得到宁德时代等电池厂商的支持,与蔚来汽车(NYSE:NIO)、哪吒汽车等企业合作推广车辆和电池分离销售模式,组建武汉蔚能电池资产有限公司和蓝谷智慧(北京)能源科技有限公司等电池运营公司。

  然而,换电模式到底是解决电动汽车的真实痛点,还是迎合出于燃油车用户的惯性思维?特斯拉当年致力普及的换电模式,也因为成本,电池技术进步的原因而放弃。


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