换电技术为何争议不断?一文分析行业促进因素、阻碍因素及趋势发展

白菜不菜车 2023-07-10
3103 字丨阅读本文需 8 分钟

谈起新能源汽车的换电技术,一直都是争议不断。换电模式其实并不是什么新技术,最早在2007年,以色列Better Place公司就已经开始从事新能源汽车换电模式运营。目前,换电市场分散且“鱼龙混杂”,换电设备厂商集中度还有较大提升空间。

一、换电理论“角斗场”

在国内针对换电技术最具硝烟的战场就要数比亚迪和蔚来的隔空battle。

蔚来作为死磕换电技术,且将换电技术视为品牌护城墙的一家车企,其CEO李斌曾表态:换电是长期主义。

汽车换电的优点显而易见,速度快,体验好,换电模式可以让电车拥有媲美传统燃油车的补能体验。目前蔚来第三代换电站在全国10座城市同步上线,相比二代充电站,三代站服务能力更强大,电池仓位增至21个,日服务次数可达408次,比二代站提升30%;采用三工位协同作业机制,换电时间缩短20%,并具备召唤车辆、自动换电的可能。

蔚来全球首创、自研的HPC双向大功率液冷电源模块,最高效率达到98%,充放电功率达到62.5kW。大幅提升换电站内电池充放电效率。蔚来CEO李斌宣布,蔚来2023年换电站建设目标新增至1000座,2023年将累计建成超过2300座换电站。

与之相反的就是新能源销量王者比亚迪,在比亚迪近期的股东大会上,比亚迪创始人王传福公开表示换电技术没有未来。

比亚迪王传福认为换电技术存在很多问题,换电电池会涉及到很多标准化的问题,整车设计、电池包结构安全都需要重新设计,另外汽车经常换电,端子多次摩擦后会带来一些发热的问题,换电很可能会带来很多不必要的问题,因此在乘用车领域,换电必将成为一种非主流,

此外电池的能量密度已经能满足老百姓日常的需要,没必要为了换电投入过多,导致用户付出高昂的购车成本。

二、行业促进与阻碍因素分析

1、促进因素分析

(1)自上而下推动——国家政策

国家陆续发布多项政策,自上而下推动换电模式发展。“双碳”目标下,随着近年来新能源汽车渗透率快速提升,自2020年起,我国发布各项政策大力推进换电模式建设。2020年5月,换电首次被写入政府工作报告,同年10月,国务院发布的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》,提出鼓励开展换电模式应用。2021年10月,工信部在全国11个城市启动新能源汽车换电模式应用试点工作。同年11月,《电动汽车换电安全要求》正式实施,成为我国换电行业的第一个基本通用性国家行业标准,有望推动换电行业标准化,促进换电市场发展。

(2)自下而上推动——补能效率、换电车型

“里程焦虑”的背后市场是对新能源汽车补能效率的担忧。2020年初,国家将充电桩基础设施建设纳入“新基建”领域,充电桩保有量迅速扩充。但是由于场地受限、市场化不充分、配套设施建设与运营不完善等因素制约,充电桩的建设与运维效率始终不能满足终端用户需求。相比之下,换电模式仅需3分钟即可完成新能源汽车补能,效率堪比燃油车补能,具有充电模式无可比拟的补能效率。

目前,中国新能源汽车的补能方式以充电为主,其中采用交流充电桩的慢充充电时间需4-10小时,采用直流充电桩的快充充电时长约0.5-1小时。尽管我国车桩比持续降低,但由于充电时间较长,家用充电桩“最后一公里”问题难以解决,冬季续航里程缩水,充电桩分布不均匀等一系列问题的存在,新能源汽车用户的里程和充电焦虑仍较为严重。在此背景下,各车企陆续布局换电业务,推出换电版车型。各大车企开始加大换电赛道推广力度,在具有一定市场接受度、保有量较大的现款车型基础上研发换电版本,总计实现几十款换电车型的量产,涵盖包括乘用车、出租车、商用车、重卡在内的多种电动汽车类型。

2、阻碍因素分析

(1)固定资产投入大,投资回收期长

相较于充电站,换电站的建设除了用地、人力、换电设备购置等成本外,还需要较多电池储备成本和电池充电用电成本。根据协鑫能科公告,单个乘用车换电站所需投资额为 490.72万元,其中换电站投资 260.72 万元;单个重卡换电站所需投资额914.14万元,换电站投资约为 420.14 万元,总投资额约为单个乘用车换电站的两倍。此外,换电模式还要求企业投入较多研发成本来设计换电车型,车企需要对车辆底盘、动力电池、以及车身结构进行针对性改造。

换电站的盈利模式可知,影响换电站盈利能力的主要因素为换电站的服务次数及电动车的行驶里程。根据协鑫能科公告,轻商车投资回收期为5.31年,重卡车5.21年,如服务车辆、运行里程不达标,投资回收期将继续拉长。因此行业投资面临较大的投资风险。

(2)电池、换电方式标准不统一,阻碍换电服务推广

一方面体现在电池标准上,各家电池标准并不统一,还处于各大厂商自主研发、各自为政的发展阶段, 动力电池品牌众多,全球目前有近 10 家主要动力电池生产商,材料、排列、能量密度等规格各不相同,强制统一标准要求不同企业改变自己的生产方式,势必会涉及各方利益,甚至遭到反对,主观上会遭遇较大阻力,目前蔚来也仅在自身内部实现了动力电池规格的统一,因而汽车生产商对于电池标准化的意愿不强烈,只在车企内部实现电池标准的统一,导致市场上换电模式规模小、盈利难;

此外不同车企的换电方式也存在差异, 蔚来、特斯拉多采用垂直对插式,众泰、力帆等多采用侧面对插式,北汽新能源采用端 面式换电为主,统一标准需要对不同的车身及底盘结构进行改造。

因此,需要政府继续 主导换电标准的建设和实施,从企业标准、行业标准、国家推荐性标准到国家强制性标准逐步过渡,联合各汽车生产商、电池生产商、第三方换电运营商等企业统一换电标准, 尤其是在电池标准的统一上多加引导、循序渐进。

三、无人值守换电站是趋势

“现在自动化、智能化的技术水平已经很高了,无人值守是必然趋势。”蔡昌蔚称。

设备成本方面,吴小平表示,无人值守换电站与普通换电站相差不多,重点是如何降低故障率,比如自我修复、预维护等功能未来3-5年是有希望实现的,这就可能会出现一个人同时运作四五个换电站的情况,进而降低运营成本,现在国内企业也都在朝着这个方向发展。

蔡昌蔚也认为,相较于有人值守,无人值守无非是增加一些自动化、智能化功能,这部分增加的成本不多,但无人值守一年省下几十万元人工费是很可观的。

“按一天换电150次,8年的时间周期来算,人力成本接近20%。如果无人值守能够成熟地使用,人力成本从20%降到10%以内,等于8年这套设备不要钱了。”安易行(常州)新能源科技有限公司联合创始人高级副总裁陈咨斌在第九届中国国际电动汽车充换电产业大会上表示。

据悉,协鑫能科的换电产品协鑫电港推出“线上值守”智能云平台,采用物联网传感设备收集数据,对站端运行统筹、实时监控,加上故障派工系统、远程IP对讲、24小时客服电话渠道,以四重保障机制确保对站端故障作出快速响应。

协鑫能科相关负责人称,协鑫电港线上值守首阶段普及后,人员配置可减少一半(传统24小时运营换电站一般每站要配备3-4名人员),以单城运营20座换电站测算,每年可节省人工成本约330万元。

此外,蔚来-SW第三代换电站装上了2颗激光雷达和2颗英伟达OrinX芯片,单站算力达508TOPS,三代站可以完全实现无人值守。

四、换电设备厂商集中度有待提升

当前,换电行业仍处发展初期,设备端竞争格局尚不明朗,中信证券数据显示,2022年换电设备行业CR4仅为22.97%,山东威达、博众精工、科大智能、瀚川智能分别占8.32%、6.14%、5.54%、2.97%。

“换电设备行业比较热门,也刚刚兴起,目前市场鱼龙混杂,随着行业的不断发展,最终还是会洗牌留下少数几家。如果标准化程度越来越高,就是拼品牌、拼技术、拼批量交付的成本、拼质量,最终有品牌优势、渠道优势、规模优势的企业就会生存。”蔡昌蔚称。

资料显示,瀚川智能已建立完整的换电设备生产线,形成批量化换电设备的产能,根据规划,到2025年公司将形成4000-5000套/年的产能,宁德时代、协鑫能科、特来电领充等均为公司客户。

博众精工换电站产品已更新至第七代,乘用车换电站单日最高服务能力可达到400-600次。该公司已经开拓了北汽蓝谷、吉利汽车、宁德时代、东风汽车、协鑫能科等客户。2022年,博众精工定增募资17亿元,其中7.46亿元拟用于新能源行业自动化设备扩产建设项目,投产后将新增乘用车换电站产能400台套、商用车换电站产能100台套。

山东威达则与蔚来深度绑定,2021年,山东威达全资子公司苏州德迈科与蔚来能源共同投资设立了昆山斯沃普智能装备有限公司。目前,昆山斯沃普公司已为蔚来研发了三代换电站设备并实现供货。

文章来源: 充换电网,股市你最牛,打酱油的太子

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