a113 电动汽车换电模式从争议到风口

栏目:旅游 2021-10-08 20:28:01
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直到最近,电动汽车模式的改变仍然是一个有争议的话题。演讲中不支持换电的普遍观点是充电模式将彻底淘汰换电模式,Better Place的破产和特斯拉放弃换电模式被作为换电在商业上不可行的证据。个人认为,充电和换电一开始不是对立的,而是互补的。早期换电模式的搁浅,并不意味着电动车行业的发展不会再有机会。随着近期新能源产业发展规划中鼓励换电模式的提出,以及两会《政府工作报告》将换电站纳入新基建范畴,换电模式将迎来快速发展的窗口。电动车切换模式从争议到热情,从自主发展到政策加持,从车企寥寥到陆续入市。背后的逻辑涉及到电动汽车发展过程的背景以及切换模式可以引入的创新和变量。

1.直接的差距

电动汽车作为市场上的新品类,有望取代燃油车。新品类必须经历一个从人群到主流的漫长渗透过程。即使智能手机取代功能机,经过10年的发展,普及率也只是从10%到70%。而汽车品类的变化也必将是一段更长的旅程。

截至2019年,我国纯电动汽车已超过300万辆,渗透率不足1.5%。全年新增100多万辆,占总销量的4.5%。根据创新扩散理论,除去营运车和网联车的销量,目前电动汽车的用户主要是敢于接受新事物的极客,随着产品力的提升,未来有望获得更多具有前瞻性的用户。早期市场背后最大的危机在于,目前需要说服的是一群实用主义者。如果这个差距无法跨越,就意味着这个品类将被主流市场拒之门外。

根据我国《新能源汽车产业发展规划》,2025年新能源汽车计划占总销量的25%,即2025年前电动汽车必须从早期市场进入主流市场;这意味着电动汽车可以在实用性、经济性和便利性上与燃油汽车竞争,而无需补贴。当电动汽车产业化突破0-1阶段,向更高渗透率迈进时,行业逐渐意识到换电模式带来的新变量可能是破局的关键。

2.电动汽车里程焦虑的治疗

里程焦虑产生的原因主要来自三个方面:续航能力、充电设施、充电效率。目前电动汽车的续航能力完全能够接近燃油车的水平,充电设施正在以惊人的速度铺设。但由于短期内电池性能和充电接口能力的限制,充电效率很难有质的飞跃。以特斯拉V3充电技术为例,200kw以上的输出容量只有在电池SOC低于30%时才能发挥,车辆充电时间的提升非常有限。冬天,充电效率的问题变得更加严重。

燃油车虽然补能效率很高,但毕竟方式单一。但电动汽车本来就有丰富的补能手段,如果能充分利用多场景补能的优势,里程焦虑可以大大改善。

一般停车补能场景可分为三类:

长时间停留:主要在家或工作时间在固定停车位充电

中途停留:主要在商场购物就餐时在公共停车位收费

短期停留(

如果电动车缺乏短期停留补充能量,将很难克服车辆用户对里程的焦虑。尽管99%的用户全年都在短途旅行,但一旦他们想到1%的苦恼,天平向燃油车倾斜将是最关键的重量。

目前,换电是补充短期停留的唯一可行手段。首先,chang5minsg电力可以在5分钟内为车辆充满电,达到与燃油车相同的效率。这与燃油车用户的长期习惯是一致的。其次,电站不受气候变化影响,可以保证电池始终以最佳温度和速率充电,有助于延缓电池衰减。特别是冬季换电后,电池初始处于理想温度范围,节省了车辆再次加热电池所消耗的能量,对冬季电池寿命不足的问题带来了显著改善。

3.渗透路径的选择

前一节提到换电可以补齐关键缺点,在补能体验上接近甚至超越燃油车。但是,在发展换电模式时,也要选择合理的布局策略。据统计,70%以上的用户有短途需求,单日行驶里程不超过80公里。同时,中国只有30%的汽车用户有固定停车位,有条件安装私人充电桩。因此,可以获得下图:

A类:以短途出行为主,拥有停车位的用户约占总用户的21%。显然,A级用户是早期市场时期电动汽车的核心群体。然而,这类群体带来的市场容量是有限的。

b类:以短途出行为主,但约49%的用户没有停车位。B类用户占用户总数的一半,是绝对的主流群体。根据上一节的分析可以看出,上下班途中安排快速便捷的补能站应该是目前投入产出比最高的模式。

c类:长途出行需求旺盛,约9%的用户有停车位。c类用户占比最小,但满足c类用户需求也将对刺激更多a、b类用户选择电动车起到关键作用。经过简单的计算,可能会发现难度可能比想象的要小。目前,我国高速公路总长度约为15万公里。假设换电站以200公里/站的密度放在高速公路服务区,全国只能开放750个换电站。以蔚来汽车为例,凭借一家公司的实力,短短两年就铺设了135座电站,打通了京沪、京广等国内高速通道。尤其是作为一个豪华品牌,这一策略对于提升用户的用车体验有着极其重要的影响。可以想象,在高速服务区,无论是百万豪车还是低速电动车,此刻都需要在DC桩排队,蔚来车主5分钟就可以换电离开。率先布置高速电站的优势,很可能成为后来者一旦建立起先发者就难以企及的障碍。

D类:长途出行需求旺盛,但约21%的用户没有停车位。D类用户将属于未来很长一段时间内最难接受电动车的群体。从长远来看,自动驾驶和换车站的匹配度非常好。自动驾驶技术的成熟可以让车辆尽可能长时间的停留在工作模式,而不是像现在这样90%以上的时间占用停车资源。而换电站可以很好地支持这个目标。或许正是“电动”与“智能”的终极融合,才能更好地打动D用户。

4.后补贴时代的电动汽车竞争

目前,电动汽车仍严重依赖补贴和倾斜政策。究其原因,同档次下,电动汽车的初始购买成本明显高于燃油车,而电池作为占整车成本30%~50%的最贵零部件,显然是“罪魁祸首”。因此,普遍认为车电分离模式是使电动汽车在不依赖补贴的情况下具有价格竞争力的武器。重点可以概括为:成本转移和价值挖掘。

o成本转移

事实上,经济性不仅是电动汽车的缺点,而且与燃油汽车相比,也是一个巨大的优势。按每月行驶2000公里计算,普通燃油车的燃油成本约为1500元,而电动车的燃油成本仅为200~400元。同时,电动汽车不需要机油滤清器等维护费用。由此计算,每年可节约使用成本1.2万至1.5万。在8年的使用寿命内,电动汽车节省的成本完全超过了初次购买时的额外成本。然而,高昂的初始购买成本确实对消费者的购买决策产生了负面影响,削弱了电动汽车的性价比。因此,买车租电池的车电分离模式可以很好地将购买成本转移到使用成本上,满足消费者的实际需求。同时,租用电池给用户带来了两个好处。首先,用户不需要担心电池的衰减和剩余价值,拆分后在二手车交易中更具竞争力。其次,车主可以继续享受电池技术进步带来的红利,通过租赁的方式可以根据自己的需求选择电池。

o点击该值

车电分离模式不仅可以通过模式创新转移成本,还可以挖掘巨大的电池价值。电池在梯级利用和材料回收方面都有很大的价值。但如果电池资产属于分散用户,信息透明度低,交易成本巨大,不利于大规模回收利用。根据科斯定律,谁能最大限度地利用资产,谁就更有机会成为资产的所有者。对于用户来说,卸下电池资产的所有权,就是摆脱不可控的负担。对于专业机构来说,获得电池的经营权是创造价值的动力。因此,从长期趋势来看,拥有电池资产管理能力的企业比普通消费者更适合获取电池产权。

有专业机构对电池资产的巨额空挖掘。可分为车辆服役期和梯次使用期。

车辆使用期限

目前主流电动车的寿命已经达到400公里,电池的循环寿命一般在1000~2000次。以此计算,电动汽车在不更换电池的情况下,累计续航可达40万至80万公里。目前主流用户10年的里程一般不到20万公里。另一方面,日历寿命对电池衰减也有重要影响。随着老化,不仅电池性能下降,而且电池组中线束、结构件和控制器的故障率也会显著提高。基于10年的电池日历寿命,当使用不足50%时,由于日历寿命的结束,大部分电池循环寿命不得不退役。这无疑是对社会资源的巨大浪费。

另一方面,根据用户日常用车场景,300公里续航可满足90%的需求。在10%的情况下,完成长途旅行可能需要500多公里。10%的需求在100%的汽车上搭载大容量电池,对用户来说是不经济的,对社会来说也是资源的浪费。

基于上述两种资源浪费,专业机构可以通过分布式换电网络充分调节电池需求,真正发挥电池资产的系统效能。比如循环次数少但日历时间长的电池,可以用于营运车辆和网络车辆,提高电池全寿命的利用率。比如根据用户实际需求租用不同容量的电池,既节省了用户用车成本,又满足了长途出行的需求。因此,未来换电模式打造的电池流通场景,为电池精细化管理提供了平台,是助力电池价值挖掘的核心抓手。以每节电池5万元的资产价值计算,当更换车辆达到100万辆时,电池资产总额可达500亿。在电池通过换电精确运行期间,电池利用率每增加1%/年,就能创造5亿/年的价值。

阶梯使用周期

自电动汽车起步阶段以来,电池级联利用的概念一直是一个热点。除了克服上述产权分散的问题,还需要解决电池使用历史不清晰的问题。历史未知的电池级联使用会消耗更多的二次集成资源,承担巨大的使用风险。电池在车辆使用寿命期间的精细化管理,为电池梯级利用的评估奠定了坚实的基础。因此,专业机构对电池阶梯的应用方向判断会更准确,对电池剩余价值的定价更有发言权。

5.能量循环网络的关键节点

交换站为OEM、用户、维修站和回收之间的电池流量调度提供了平台。新型号电池可快速配送到电池循环系统供用户升级;故障电池可以快速转移到维修现场,完全不影响车主用车;用户可以根据需要选择电池型号;退役电池可以有序退出流通体系。

从第一个原则来看,电动汽车革命的核心是用电能替代化石燃料,从而提高能源效率。电能向车辆的分配受到时间和空的限制,因此选择电池作为能量临时缓冲的载体。由于这个载体本身不产生价值,理论上载体总量越小越好。因此,电动汽车大容量电池组的堆叠方式偏离了第一原则。采用换电模式可能是提高能量载体循环率的更科学的方法。在可预见的未来,换电站可能成为连接车辆物联网和能源物联网的关键节点。