在纯电动车电能补充方式上,换电模式和充电模式哪种更合理?

换电与充电哪个更合理? 我们需要从用户、车企、行业三个角度来看。

一、用户角度:可充可换更合理

首先要指出的是,用户面临的并不是「充电」与「换电」的抉择,而是「只能充电」与「可充可换」之间的抉择。

如果用户对购买的产品本来就很满意的话,那从「只能充电」进化为「可充可换」多了一种选择,肯定是更好的选项。

早期换电站数量有限时还不明显,后来蔚来的换电站数量起来之后,家里慢充+外出换电就成了一种特别合理的选择。截止2022年4月18日,蔚来建成换电站900座,车站比大幅降低。

注意一个前提是「如果用户对购买的产品本来就很满意」,这是指增加换电功能,可能会牺牲一定的车辆属性。例如,为了兼容换电模式,蔚来ES8创始版的电池较小,「小马拉大车」的70kWh电池仅支撑355公里的NEDC续航。

蔚来ES8、ES6这种大SUV兼容换电模式的代价还不明显,那么ET7、ET5这种轿车兼容同尺寸的电池包,会不会带来底台重心高影响外观设计与操控调校、小车车体宽影响日常易用性的问题,就有待观察了!

兼容换电模式还有一个长期代价,就是无法支持特斯拉称之为「Structure Battery」、宁德时代称之为「CTC」、Rivian称之为「滑板底盘」的「底盘电池一体化」技术路线了。

这个代价有多大,现在还难以评估。毕竟目前量产车上已用上这个技术的,只有零跑C01一个;应用水平如何,我们不能只看单项技术,还要看它的整体集成能力。

虽然兼容「可充可换」需要付出一定的代价,但目前来说蔚来用户的满意度还是非常高的。这是因为「换电模式」还有两个隐藏的优点:

1. 「可充可换」+「可升级」

随电池技术进步,蔚来车型从仅有ES8发展到ES8、ES6、EC6、ET7电池通用,蔚来换电从「可充可换」变为「可充可换可升级」

下图是第一次升级,从70kWh到84kWh。现在已升级到100kWh,2022年第四季度可选择升级150kWh电池 —— 电池技术的快速进步会让电动车淘汰太快的烦恼,不会发生在蔚来用户身上。

当然,升级电池并不是免费的,相反还很贵。大部分蔚来用户都不会考虑150kWh的超大电池包,但可以考虑通过「灵活租用」实现:日常通勤用70kWh小电池包,长假自驾换成150kWh电池包,这听起来还是非常合理的!

2. 不必考虑电池衰减问题

电池衰减是客观存在的,但蔚来用户并不必在意这个问题,因为迟早要去换电站弄一块新的。如果所有电池包平均衰减到一个无法忍受的地步,那也是蔚来的问题,不是用户考虑的问题。

某种意义上来说,这也是一个「公地问题」,但特别适合我这种用得比较猛、里程比较长的用户。

二、车企角度:极端的选择

根据换电站与电池包的提供者不同,换电模式分为两种:

  • 蔚来主导:换电站、电池包都归车企所有,由车企运营。乘用车领域,目前唯一一家就是蔚来。
  • 宁德主导:换电站、电池包都第三方所有,由第三方运营。主要是指宁德时代的EVOGO「巧克力换电块」。

蔚来主导的这种路线,是剑走偏锋。建站需要大量投入、换电需要额外设计(创始版ES8的续航危机直接让李斌成为2019最惨的人)、长期成本难以分摊(必须做高溢价豪华车),这对自主品牌来说都是让人忘而却步的事情,只有李斌这样的理想主义者敢去做。

也不是做了就成功的,2019年他的日子有多难熬大家应该还没忘吧?

蔚来主导的剑走偏锋路线,应该不太可能跟随者了,原因如下

  • 一是固定投资太大,形不成规模难以玩得转。强如蔚来,如果不是依靠上市融到的大量资金,也很难将汽车销量和换电站数量发展到商业闭环的阶段。蔚来换电业务单独盈利的难度很大,目前主要作为吸引大家购车的一项服务。
  • 二是换电站占用城市资源,具有互斥性。蔚来占据了最佳的换电位置,市场也许可以容纳第二家、第三家,但绝对容纳不了第五家、第十家。

宁德主导的「巧克力换电块」增加了「可掰开可组合」的属性,可以适用于更多车企的不同车型

像特斯拉、蔚小理这种已经做起来的造车新势力,不会考虑与宁德的「巧克力换电块」合作。但是,其它规模较小、新能源方面起步较晚的车企呢? 对他们来说,与宁德合作的吸引力很大:

  • 提升产品竞争力:动力电池是电动车的核心零部件,在整车成本中占比可达40%。跟EVOGO 合作,可以刨去电池成本,售价大大减低,吸引更多人来买车。听说现在一汽奔腾NAT换电版的售价只有充电版的一半。
  • 降低研发成本: 电池包的技术含量不低,既要高性能,还要高安全;由于技术迭代速度快,每年都要投入大量的研发。若选择EVOGO合作,车企则可以专注于自己本来就擅长的领域(外观、内饰、车身、驾驶体验等)以及未来的高价值领域(智能座舱、智能驾驶)。
  • 降低安全风险:电动车安全问题是一个高压线,若出现风险可能会打断车企原有的发展节奏。若与EVOGO合作,则可以将这样的风险转移出去 —— 自身只需要做好车身安全和接口电安全,要轻松很多。
  • 规避产能问题:产能问题依然会是制约新能源车产销量的主要原因,2021年车企还是一电难求。如果和EVOGO合作,就可以避免这个问题。

同时,我们也要看到增加「可掰开可组合」属性的代价: 无法采用液冷、整包能量密度较低、无法采用底盘电池一体化技术

总体来说,就是采用「巧克力电池包」不利于打造极致的产品,因而不适用于头部车企。必须指出的是,所谓的极致是相对而言的,「巧克力电池包」的技术本身并不差:

  • 能量密度高:在可掰开、可灵活组合的前提下,能量密度高达160Wh/kg、体积能量密度高达325Wh/L,性能表现非常优秀!—— 可以查一下,2022年的一些电动车能量密度还不到160Wh/kg。
  • CTP技术:能实现这么高的能量密度,离不开宁德时代的CTP(Cell to Pack)技术 —— 电芯直接组成电池包,省去了模组(Module)这一步。
  • 无线BMS技术:这项前沿技术使换电块外部只有高压正负接口,提高插拔部件的可靠性。另外一家用上无线BMS技术的就是凯迪拉克Lyriq,但不像「巧克力换电块」可以把这项技术的优势发挥得这么彻底。

三、行业角度:充电的补充

从行业角度评价换电的意义,要分蔚来换电、宁德换电、重卡换电三个角度来看

1. 蔚来换电

蔚来采用换电,从头到尾都是企业基于自身利益的行为,但客观上也推动了行业进步。

  • 第一次验证换电可行:之前Betterplace做过换电,失败了;特斯拉也尝试过换电,没继续。如果不是蔚来第一次做成功了,后续的宁德换电、重卡换电不一定有勇气去做。
  • 打破莫须有的长途焦虑:目前阻碍油车车主换电车的一个主要原因是担心长途充电慢、充电麻烦。若服务区上建满换电站,那蔚来车主真的可以自信地说:无论是市内还是长途,加电都比加油更方便了

当大家意识到蔚来可以做到「加电比加油更方便」时,当看到中石化都在建充电站时,这种符号意义的冲击是很大的,会打破另外一种非理性观点「电车不能跑长途」,这对推动行业发展也是有意义的。

果然,打破魔法的只有魔法。

2. 宁德换电

宁德换电的主要意义在于「可掰开可组合」。

为什么说「可掰开可组合」非常重要,因为它指出了电动汽车的一个根本问题:一个80度电的长续航电动车,其中前26度是高频使用的电,中间26度是低频使用的电,后26度是应急使用的电

从消费者的角度来讲,前26度最值钱,但后52度又不得不买。从产品角度来讲,虽然大部分情况下使用的是前26/52度电,但26度电池的重量每时每刻都在承担着。

  • 从用户角度来说,它可以实现更加灵活的配置(当然也有代价,上文已述),在此就不赘述了。有兴趣可以看[1]
  • 从车企角度来说,它可以降低进入新能源的成本与发展(上文已述)。
  • 从行业角度来说:第二名、第三名、第十名,最关注的问题是如何追赶第一名。行业第一名,则需要考虑整个行业怎么发展了。巧克力换电块其实与钠离子电池一样,都是宁德时代在考虑如何降低对锂资源的需求 —— 钠是锂的替代,巧克力换电块则是降低每辆车的电池容量需求

3. 重卡换电:充电走不通的必然之选

咱们消费者平时不会关注重卡的,但它却对节能减排非常重要。看下面交通部规划研究院副院长徐洪磊的这张图[2]商用车碳排放占所有车的64.6%,而重卡占商用车83.5%。

也就是说,咱们常说的汽车碳排放或燃油消耗,有大约50%是由1000多万辆重卡排放的。降低重卡碳排放,极其重要!

重卡的充电模式,有几个难题:

  • 充电时间:乘用车90%的时间都是闲置的,大部分情况下搁家里慢慢充就行;重卡不行,一般是两班倒不停地开,要是充个10小时的电,相当于运力减一半,划不来啊!麦肯锡出过一个报告,说德国纯电重卡充电比换电好,主要是国情不一样,他们国土面积小,重卡不是两班倒。
  • 大电池占用运力、成本高:电动乘用车2吨重,坐人载货最多400公斤;重卡不一样,装个几十吨货拉走,这就需要超级大的电池。但电池本身也重,占用运气,赚钱效率又低了;电池也贵,初期成本高,也更难赚钱。

所以,基本上来说,咱们国家的长途重卡就是要走氢燃料电池+换电重卡的技术路线了

有人说特斯拉Semitruck满载36吨的续航800公里,充电30分钟可以600公里。这听起来也很不错,为啥咱们不走这个路线呢?关于这个问题,我还没仔细研究,大体估摸着应该是成本、安全性、充电电网冲击待方面存在困难。有空再研究吧!本文就不展开了。

小结

本文内容很丰富,概括一下重点吧! 换电与充电哪个更合理?从三个角度来看:

  • 用户角度:可充可换+可升级+免衰减肯定更好,但可选车型有限。未来,随着底盘电池一体化技术发展,可充可换的车型可能要面临单车性能上的损失。
  • 车企角度:蔚来换电无人可以跟进。跟进宁德换电可以帮助车企降低切入新能源的成本与风险。
  • 行业角度:蔚来换电对行业有推动意义,但更多的是企业意义。宁德换电对行业意义重大,可降低全行业对锂电池的需求,但能否搞得成要观察。重卡换电是必由之路,与氢能重卡在竞争。

来源:知乎 www.zhihu.com

作者:张抗抗

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