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新能源车技术竞争不断打破续航瓶颈

新能源车技术竞争不断打破续航瓶颈

随着国内新能源车渗透率不断提升,电池续航里程问题日益凸显。目前,聚焦补能问题,市场上主要有两大技术路线,一是以特斯拉为代表的车企主推的“超级快充”模式,二是蔚来、吉利等车企力推的换电模式。两种模式的优劣势究竟在哪?又有哪些不同的适用场景?哪条技术路线能开启新能源电池的新纪元?《经济参考报》记者对此展开了调研。

两大技术路线竞争“白热化”

在新能源车补能问题上,快充和换电的竞争已经逐渐“白热化”。

在快充领域,公开资料显示,保时捷Taycan、特斯拉Model3、现代Ioniq5、广汽AION V Plus均宣称能够实现充电5分钟,最长续航约100km;此外,比亚迪、岚图、理想、通用、奔驰等也在加紧布局快充。

“提高续航里程,一是把电池包容量继续做大,二是提高材料的能量密度,但都不能一直线性增长。因此,缩短充电时间是一个必须解决的问题。”联动天翼副总裁、首席技术官杨斯涛认为,2022年将成为“快充元年”。

招商证券分析师汪刘胜表示,随着电动车渗透率的快速提升,车企竞争更加深化和多元化,未来几年将是车企品牌向上、服务升级、差异化竞争的最佳窗口时间,而缩短充电时间是提升电动车品牌力和使用体验的关键之一。因此,国内外整车厂都在争相布局800V快充,并有望率先在高端车型上配置。

以蔚来、吉利为代表的换电技术路线近期也动作不断。

2021年9月21日,蔚来“五纵三横四大都市圈”高速换电网络布局计划正式发布,目前已布局172座高速换电站。其规划显示,2022年,蔚来将累计建成超1300座换电站,超6000根超充桩和超10000根目的地充电桩。

吉利也在换电领域落下重子。公开信息显示,其与力帆科技成立的新合资公司到2025年将有5000座换电站覆盖100个核心城市,满足100万辆车的换电需求。同时,“换电”服务将不止于“换电”,而是囊括车用电池运营、退役电池储能利用、报废电池再生处理的“车电分离”管理模式和生态布局。

早在2016年,北汽蓝谷就已将换电版纯电动汽车投向B端市场。目前,北汽蓝谷已在北京、厦门、兰州、广州等22个城市投放约3.3万辆换电式电动车,累计建成配套换电站277座。北汽蓝谷相关负责人告诉记者,接下来,公司换电业务将在11个试点城市重点发力,同时推动各省会城市的落地推广。

在北京市东四环路红领巾桥南侧,有一家北汽蓝谷投资、奥动公司运营的新能源汽车换电站。前不久,记者观察到,有6辆EU系列新能源出租车或网约车正在排队,整个换电过程仅需2分钟,如果加上排队时间,每辆车需要约15分钟至20分钟。

记者采访中发现,换电模式支持者认为,换电有四大优势:一是解决里程焦虑,使用体验提升,目前蔚来的二代换电站仅需3分钟即可完成换电;二是与充电场站相比,换电站占地面积小,布局更灵活,且换电站的集约型设计利于建设分布式换电网络,单位面积服务能力高;三是能够解决电池衰减、车辆保值率变动大等难题;四是有利于电池寿命和安全,换电站能够依据云计算系统的预测和调配,延长电池寿命,减缓电池衰减速度。

一位新能源车企工作人员表示,换电站还可以发挥储能优势,在夜间用谷电电价充满电池包,然后在白天为用户提供服务。同时,换电站还可以反向为电网供电,帮助电网“削峰填谷”,缓解用电压力。

各有瓶颈尚待打破

然而,无论是换电还是快充,目前都存在一定的技术瓶颈。即便撇开技术不谈,两者在商业模式上能否“跑通”,也还有待进一步验证。一位行业人士在接受记者采访时表示,“就看谁能最先建立起完整的生态圈”。

上述人士认为,换电模式的一大局限性在于,如果用户规模过大或超过服务承载力,用户体验就会因为排队时间过久等因素大打折扣。因此,如果企业要提供较好的客户体验,那么其在特定区域内的换电站就需要达到一定密度。

根据蔚来财报显示,建设一座换电站的成本约为200万元,这对车企来说显然是一笔不小的负担。全球第一家从事换电业务的以色列公司Better Place已于2013年破产,特斯拉此前也明确表示放弃换电路线。

另一大问题是标准。目前,蔚来主推的换电标准只能服务于自己品牌的车辆,尚未共享给其他品牌,某种意义上限制了资源利用效率。对此,一位新能源电池企业负责人士告诉记者,对于新能源车来说,包括底盘、电池等在内的架构属于企业的核心资产,他判断,相关数据不大可能开放给别家企业。

此外,也有观点认为,考虑到机械冗余等因素,相较于快充,换电电池的能量密度和质量表现可能都会打一定折扣。

不过,快充也有悬而未解的技术问题。中国汽车流通协会新能源分会秘书长章弘在接受记者采访时表示,目前直流充电被视为快充技术的主流,由于快充技术对充电桩的功率要求很大,而直流充电桩又由充电模块、液冷模块等系统组成,但目前无论是模块还是快充技术,都还不成熟,距离市场商用还有一定差距。

章弘补充说,业内普遍认为,800V高压高功率能从根本上提升充电速度,而要达到800V高压高功率,就必须要大力促进SiC Mosfet核心功率器件和碳化硅衬底材料的发展。

据科研和市场研究机构观察,目前许多主机厂已明确要走快充技术路线,但规模仍待进一步铺开,尚未看到实际效果。

“从商业模式上来说,快充站如果不开放给其他品牌,那么充电桩网络的建设速度会打一定折扣;但是开放的话,则从某种意义上说,是在‘为他人做嫁衣’,对单独某家企业而言,这不是一个非常理想的选择。”针对快充的商业模式,一位行业观察人士说。

未来或有不同适用场景

对于新能源汽车不同的充电方式,工信部表示,充电和换电都是电动汽车的能源补充方式,有各自的适用领域和消费群体。

中国科学院院士欧阳明高认为,现阶段,充电和换电要融合发展,不是非此即彼。从长远来看,对于商用车,换电是不错的商业模式。对于私家车,中长期看最好的方式是充电。

欧阳明高则预测说,“我相信今后五年,换电卡车会形成高潮,现在很多场景都已开始布局换电模式,比如港口、矿山等,下一步将会是长途卡车。”

在换电标准方面,国家也在推进互通互联互换。例如,近期中电联牵头成立了“中国电动卡车换电联盟”,以推进换电标准化和互联互通。

有业界人士表示:“新能源车电池领域的发展现状,有点类似于智能手机电池的发展路径。在手机领域,充电模式最终横扫换电模式,但新能源车是否会复制这一趋势,有待观察。”

谈及两条技术路线的终极发展路径,章弘认为,为了避免资源浪费,方便消费者,新能源汽车的补能系统最好统一模式,如同燃油车只需加油一样,“至于实现的可能性,一切都要看市场检验的结果。”

“不管选择何种技术路线,首先要推动行业健康、有序发展。行业宏观层面,应尽快普及充电和换电设施,根据市场需求,出台充电换电设施准入市区和社区的法律法规。同时,要落实和强化废旧动力电池梯次回收利用系统建设,推动清洁能源产业闭路循环和可持续发展。”章弘说。(记者 胡洁菲 李唐宁 马超)