將動力電池換電標準進一步向儲能領(lǐng)域推廣,讓儲能和換電行業(yè)共享一部分電池,應(yīng)該是有益兩個行業(yè)且可行的。

換電

長期以來,經(jīng)營換電站成本相比快速充電站要高很多,其設(shè)備投資、電池儲備和人工等成本都顯著高于充電站。業(yè)界一直在努力降低換電成本,一些企業(yè)從技術(shù)上著手研制運行效率更高和更節(jié)省空間的設(shè)備,已經(jīng)取得很好的收效,如奧動新能源已投入示范運營的最新一代換電站在換電速度和換電倉配備電池數(shù)量上都比上一代成倍提升,取得較好的經(jīng)濟效益。

另一方面,在相關(guān)管理部門和行業(yè)協(xié)會的推動下,乘用車動力電池換電標準的統(tǒng)一已經(jīng)取得進展,眾多企業(yè)形成聯(lián)盟,在積極商討起草標準,并且廣汽、北汽和長安的一些車型已經(jīng)實現(xiàn)共享采用奧動技術(shù)的換電站。一旦大范圍實現(xiàn)兼容多品牌多車型的換電,換電設(shè)備和電池的使用效率將進一步提高,更重要的是用戶得到極大的便利,續(xù)航焦慮被緩解,純電動車的普及必然大大加速,反過來促進換電站的網(wǎng)點建設(shè),而且廠商不再需要為每個新車型專門設(shè)計研發(fā)電池包以及制造模具,車用動力電池包標準化后規(guī)模效應(yīng)將凸顯,電池成本也得以降低,售后和回收也都更方便。

還有什么辦法可以提高換電模式的效率而降低其成本呢?不妨嘗試以下

一、將動力電池換電標準進一步向儲能領(lǐng)域推廣,打通兩個行業(yè)的界線,儲能和換電行業(yè)共享一部分電池,互為補充。

這樣做具體好處有以下:

換電運營企業(yè)不需要購置和儲備大量電池,電池與儲能企業(yè)共享,企業(yè)之間按占用時間分攤電池成本。動力電池兼做儲能電池,一物兩用,得以更有效利用,節(jié)約社會資源。

尤其是節(jié)假日出行需求高,同時間段工商業(yè)用電需求低,正好可互補。在節(jié)假日長途出行高峰,目前現(xiàn)有的針對私人非營運用戶的蔚來換電站必然會出現(xiàn)排隊等待問題加劇的情況,不但電池不夠用,而且設(shè)備充電能力也不足。如果專門為節(jié)假日的短時需求增加電池儲備和擴容設(shè)備,平時又閑置率高,企業(yè)無法同時追求效益和用戶滿意度。但如果動力電池和儲能電池實現(xiàn)通用,只需提前稍做一些調(diào)度準備,及時從附近的儲能站運一些電池到換電站即可。

換電站其實也可以發(fā)揮一些儲能站的作用,甚至可以利用峰谷差價取得一些收入,其前提是要有足夠的電池和充放電能力;目前很多換電站已經(jīng)滿負荷運行甚至剛換下的電池來不及充滿就被換走、車輛排隊等候嚴重的情況下是沒有多少能力幫助電網(wǎng)的,如果動力電池和儲能電池實現(xiàn)了通用則至少電池就不缺了,換電站就可以更好的發(fā)揮儲能站的作用;同時另一方面,只要是交通方便的道路旁建設(shè)的儲能站同時也可以作為換電站對車主提供換電服務(wù),發(fā)揮更大的效用。

儲能企業(yè)以后不再需要電池廠商為其專門生產(chǎn)儲能電池,也不需要一味等待淘汰的動力電池,更不需要將動力電池拆解再重組,動力電池包本身內(nèi)置的電池管理、溫控和保護系統(tǒng)依然能得到有效利用。隨著純電動車的銷量和保有量增加,社會上動力電池總?cè)萘亢芸炀湍軡M足電網(wǎng)的峰谷調(diào)劑之需,純電動車充電整體上將不再是對電網(wǎng)負荷的沖擊而成為有益補充,同時換電運營企業(yè)增加了收入,消費者得到更多的方便和實惠,全社會共贏。

適用范圍更廣的通用電池包也成為更普遍接受的抵押物和資產(chǎn),甚至車企、換電運營企業(yè)、新能源電站和儲能企業(yè)都不需要自己投資電池,由銀行等金融投資機構(gòu)采購電池租給他們即可,企業(yè)資金壓力得以減輕,換電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)得到加速。

2、儲能和換電行業(yè)共享電池的可行性分析

1)乘用車動力電池換電標準的統(tǒng)一工作的最新進展、前景展望和問題解決辦法。

乘用車動力電池的接口、尺寸和協(xié)議的標準統(tǒng)一是一項很不容易的大工程,不過近日很高興看到,已經(jīng)取得實質(zhì)性的重大進展。我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)經(jīng)過十多年的發(fā)展摸索,總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn),國家層面已將充電站和換電站建設(shè)都列入新基建,工信部副部長辛國斌明確表示將“繼續(xù)大力推進這種充換電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),進一步完善相關(guān)技術(shù)標準和管理政策,鼓勵企業(yè)根據(jù)使用場景研發(fā)換電模式車型。”2020年9月9日,由中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟主辦的構(gòu)建車電分離模式生態(tài)圈研討會在成都召開,聯(lián)盟副秘書長王子冬在會上一針見血地指出,“要想盡快打通換電商業(yè)模式,換電站的共享是關(guān)鍵”。聯(lián)盟的召喚也得到了眾多企業(yè)的積極響應(yīng),一汽、上汽、東風、蔚來等車企,以及寧德時代、東軟睿馳、華鼎國聯(lián)、華鼎資本、潤暉投資等共計20家單位成為簽署《構(gòu)建新能源汽車“車電分離”模式生態(tài)圈聯(lián)合聲明》的第一批企業(yè),這是一步很了不起的進展。相信在相關(guān)部門的正確指引下,換電標準統(tǒng)一會較快實現(xiàn),因為企業(yè)看到這是必然趨勢,對自己和消費者都有利,有動力,更有壓力,不順應(yīng)標準就很可能被淘汰,共享換電好比陽關(guān)大道,而各自建換電網(wǎng)絡(luò)猶如走獨木橋,因此預(yù)計相關(guān)企業(yè)都會積極踴躍地參與標準的研究制定。

雖然同一個電池能提供的續(xù)航對于中大型車來說遠遠低于微型車,這個問題有解決方案,就是雙電池包--隨車標配電池包另加根據(jù)需要租用的標準增程電池包。車底盤的空間依然可以充分利用,不僅續(xù)航可以最大化,用戶的購車成本和使用成本都可以大幅降低。對于90%以上的個人自用車主來說,有200公里續(xù)航就夠通勤等日常需要了,消費者為每多100公里續(xù)航一般需要多花至少1.5萬元,這多余的電池容量對他們來說大部分時間是浪費和額外的負擔。所以整車廠只要給每臺車配一塊200公里續(xù)航左右的電池包就夠了,由共享電池運營商給用戶提供方便的增程電池租賃服務(wù)。增程電池可以是快速可拆換式在車內(nèi)安裝的,也可以是外掛的。前者需要統(tǒng)一尺寸,后者只需要統(tǒng)一接口及數(shù)據(jù)通訊協(xié)議。在電池技術(shù)取得根本性突破之前,對純電動車C端市場和部分營運車來說,共享增程電池與充電結(jié)合應(yīng)該是比整車換電更適合的續(xù)航解決方案。

如果部分換電/共享增程電池模式能夠應(yīng)用實施,可以完全解決純電動車續(xù)航和補電等痛點,購車成本也大幅降低至與燃油車持平,不需要補貼也可以大大加速純電動汽車的普及。國家鼓勵支持換電模式創(chuàng)新,共享增程電池模式恰好契合一些應(yīng)用場景的需要。

2)儲能電池采用動力電池標準的可行性探討。

儲能行業(yè)對電池的接口和外形尺寸不存在硬性要求,我國2019年1月起實施的GB/T36276-2018《電力儲能用鋰離子電池》標準就對儲能電池采用什么樣的尺寸、外形和接口沒有做任何具體要求。

能量型電池和功率型電池僅是以應(yīng)用需求設(shè)計來區(qū)分,以低于或高于一小時率額定功率工作為界限。

儲能用電池比動力電池性能要求低,所以動力電池做儲能用基本沒問題,反之未必。車規(guī)級的電池在很多方面要求都高于儲能用電池。但是功率性能不太差的儲能電池作為增程電池用于驅(qū)動純電動汽車也未嘗不可,只要不是激烈駕駛,大部分的場合都可以勝任;而且純電動車的電機控制器只要智能一些,自動識別搭載的電池參數(shù),根據(jù)情況來限定最高的功率即可。如果增程電池與車輛自帶標配電池協(xié)力驅(qū)動電動車,更不容易超過其額定功率。在電動自行車上雙電平衡器已經(jīng)有成功的應(yīng)用,控制器和兩個電池包之間只要添加一個出廠價約100元人民幣的模塊就可以智能實時控制兩個容量不同且SOC也不同的電池包的輸出,例如在低速勻速騎行時,只讓SOC較高的電池輸出,而在加速和高速騎行需要高輸出時,兩塊電池同時按照其內(nèi)置程序設(shè)定分別承擔不同比例的輸出。

可以將每塊電池按照其性能分成幾個等級,根據(jù)需求量,選擇最好的用于換電站日常流通,次好的在節(jié)假日出行換電需求高峰時作為補充臨時使用,在需求回落以后就及時收回來仍主要做儲能用即可。即把儲能站作為換電站的倉庫或緩存。

動力電池不用等到嚴重衰減才進入儲能市場,可以加速更新?lián)Q代,提高純電動車用戶的體驗滿意度。

因為省卻了拆解重組和一些中間環(huán)節(jié),儲能企業(yè)也有望得到成本更低廉的電池。

總之,將動力電池換電標準進一步向儲能領(lǐng)域推廣,讓儲能和換電行業(yè)共享一部分電池,應(yīng)該是有益兩個行業(yè)且可行的。

標準不統(tǒng)一的情況下必然存在巨大的資源浪費,而一旦統(tǒng)一就能給全社會相關(guān)行業(yè)帶來極大的益處,因此純電動車電池標準的統(tǒng)一刻不容緩!不僅是純電動車的電池標準需要統(tǒng)一,純電動汽車與儲能電站的電池也應(yīng)該相互兼容,充分利用綠色可再生能源直接驅(qū)動電動車,消除有些人對電動車使用化石能源發(fā)的電并不環(huán)保的質(zhì)疑,新能源車才名副其實。

在此呼吁還未加入中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟的企業(yè)也都盡快加入聯(lián)盟,齊心協(xié)力盡早實現(xiàn)換電標準的統(tǒng)一,尤其是接口的統(tǒng)一,也希望整個新能源汽車行業(yè)與可再生能源生產(chǎn)、儲存和供電等相關(guān)行業(yè)共同努力,加強合作,實現(xiàn)更進一步的儲能電池和動力電池的兼容和共享。

3、動力電池兼做儲能電池與V2G的比較

相比V2G,動力電池和儲能電池的打通在幫助電網(wǎng)平衡峰谷供需矛盾方面,其實用性和可行性都更高。

V2G除了不經(jīng)濟以外,還至少有以下兩個問題:

一個是電池質(zhì)保問題,廠家對電池提供的質(zhì)保是否能覆蓋V2G的使用?一旦使用了V2G,汽車的表顯累計里程就不能代表其電池的實際工作量。

電池的壽命有限,雖然理論上優(yōu)質(zhì)的電芯單體的循環(huán)壽命可以達到2000次,因為一致性問題,目前成組電池包使用到容量衰減20%只有大約1000次充放電循環(huán)。而V2G則把私家車原本數(shù)天充一次的頻率陡然提升到營運車的一天兩次充放的高使用強度。

現(xiàn)行的國家對新能源車的補貼政策要求廠商對動力電池提供不低于8年或12萬公里的質(zhì)保,實際很多電池未滿8年就會出現(xiàn)嚴重衰減需要更換,雖然技術(shù)在進步,動力電池的整體質(zhì)量水平在提高,這項規(guī)定現(xiàn)在仍然是一個較高較嚴的要求,因此有些企業(yè)感到有壓力,希望縮短。2019年3月14日國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布《家用汽車產(chǎn)品修理、更換、退貨責任規(guī)定》(修訂征求意見稿)擬將三包有效期限定為最短為2年或者5萬公里。

如果使用過V2G功能的車電池充電樁的電池出現(xiàn)過早衰減或其它故障,如何界定是充電樁的問題還是車的問題?這也是一個難點。

不僅對電池,V2G對所有相關(guān)電氣部件包括BMS、電控、充電器、接插件、線路乃至溫控系統(tǒng)都是考驗,對其耐用性提出較高的要求。

如果沒有足夠的相關(guān)利益驅(qū)動,電池包廠商和整車廠都不會愿意接受V2G,而對使用V2G的少數(shù)的用戶提供額外的質(zhì)保責任。

另外是安全、管理以及運營效率的問題。V2G的車輛零星分散,不易管理,效率也低,正好與換電站形成鮮明的對比。

在換電站兼儲能站進行集中充放電,電池所處環(huán)境更好,更易于監(jiān)控和管理,因此更安全更長壽。而且每個電池包所占空間小,租金分攤的占地成本低;再者,電池充放完畢,可以下架入庫碼放,并馬上將另一塊電池上架充放,或者甚至不需要上下架和插拔充放電接口,系統(tǒng)自動進行切換。設(shè)備的使用效率更高。

V2G應(yīng)用的最理想的場景是,用戶每天規(guī)律地上下班,家有智能慢充樁,每天晚上回家就插上并設(shè)置好低谷時間段定時充電,并且在工作單位附近有V2G充電樁,每天早上一到就插上以給電網(wǎng)供電,這一個商用充電樁就專供一臺車使用。

但電網(wǎng)高峰時段和上班時間不完全重合,而且其中尖峰時段只有3個小時(工作日高峰時段一般為8時30分至11時30分和18時至23時,低谷時段為23時至7時,其余時段為平段;其中高峰時段中的10時30分至11時30分和19時至21時為尖峰時段)。

而上班時間包括午休一般是早8/9點-晚5/6點長達9-10個小時,這期間,一臺車就要一直獨占一個充電樁。即使車主愿意把車鑰匙留給充電站工作人員,讓工作人員去挪車,以便在這臺車放電完畢后挪開讓別的車使用,也要有足夠富裕的停車位,并要付出額外的人工成本,而且代客挪車還有一些相關(guān)風險責任。

僅考慮充電樁停車位的高昂占地成本一項,這樣的模式在市區(qū)就是完全不經(jīng)濟的。

更何況,每天有早晚兩個用電高峰時段,早高峰在上班時間,而晚高峰在下班后,僅在一個早高峰時段內(nèi)回饋電網(wǎng)也是不夠的,無助于節(jié)約供電企業(yè)的預(yù)備機組的投資,為了兼顧兩個高峰時段,車主家的慢充樁也必須要升級V2G功能。

相對于充電,V2G放電回電網(wǎng)的要求更集中,電流負荷更大,相應(yīng)的V2G充放電樁等設(shè)備成本也遠高于普通充電樁。

眾所周知,有很大比例的電動車自燃事故是發(fā)生在充電時,V2G無疑更增大這種風險。

[責任編輯:張倩]

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