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从“充时代”到“电时代”,充换电行业直面成长新课题

日期:2022-10-15    来源:中国汽车报

国际充换电网

2022
10/15
15:09
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关键词: 新能源汽车 充电运营 V2G新技术

今年以来,国内新能源汽车私人消费渗透率快速提升,行业进入政策与市场双驱动的新阶段。统计数据显示,今年1~8月,新能源汽车产销分别达到397万辆和386万辆,渗透率达22.9%。有行业人士指出,电动汽车产业的发展已进入“下半场”时间。其中的一个表现就在于,作为产业链下游的一端,充换电领域也发生了翻天覆地的变化,正在聚焦新模式、解决新问题。日前,2022第八届中国国际电动汽车充换电产业大会在常州举行,行业人士的声音更是凸显了当下这一领域的种种新发展和新挑战。

中国科学院院士欧阳明高指出,新能源汽车变革包括三场“革命”,除电动化、智能化外,充换电行业正在经历能源低碳化革命。记者获悉,现阶段,慢充、快充、换电、无线充电等新能源汽车补能方式正迎来新一轮的发展;车网融合、V2G等新技术成为相关部门下一步的工作重点;除充电运营商外,车企正慢慢走上“舞台”,改变整个产业生态。

关注技术发展新趋势

创新探索运营新模式

据了解,“十三五”时期,我国新能源汽车充电基础设施实现了跨越式发展,在充电技术、设施规模、标准体系、产业生态等方面均取得显著成效。截至2022年8月,我国新能源汽车保有量突破1000万辆,充电设施达431万台,充电场站达9.74万座,换电站保有量达1685座,在京津冀、长三角、珠三角、京广高速、京沪高速等地区形成了充电服务网络。

从宏观层面来看,新能源汽车充换电行业已告别初期发展阶段。特来电副总裁、总工程师、首席科学家龚成明认为,2015年至今,可总结为以“桩”来满足充电需要的阶段,这一“充时代”即将结束;随着今年国内新能源汽车保有量达到1000万辆,充电网+微电网+储能网将成为新型电力系统新载体,从而开启“电时代”;当2025年国内新能源汽车保有量达到5000万辆时,行业将迎来以“站+终端”为链路、充电网深度链接车-电池-能源-用户的“网时代”。

不过,目前我国新能源汽车充电基础设施行业处于局部盈利、整体亏损的经营状态。为打破僵局,企业正在创新、探索运营模式,从而催生了多种新技术应用。中国电动汽车充电基础设施促进联盟(以下简称“充电联盟”)副秘书长仝宗旗表示,未来商业模式将主导充电技术发展,根据应用场景的不同,市场会同时存在多种商业模式。比如,车桩一体、有序充电、充电设施+互联网+绿电交易、移动能源互联网、大数据价值深度挖掘等。

欧阳明高提出,新能源汽车慢充、快充和换电领域都出现了一系列与技术发展相关的新趋势和新问题。比如,要解决慢充的有序充电问题,以缓解电动汽车充电对电网的冲击;为了实现北方地区低温条件下的快速充电问题,必须实现快速加热,需达到每分钟6~8℃的速度,这正是近期的技术发展趋势;换电面临发展机遇期,但标准、系统、换电站的布局和电池的全链条自动化管理技术,都是需要关注的行业趋势。

“行业依托充电基础设施搭建起一个立体、多元化的服务体系,需要针对不同应用场景,提供不同的技术解决方案。”中国电力企业联合会(以下简称“中电联”)标准化管理中心主任、能源行业电动汽车充电设施标准化技术委员会秘书长刘永东表示,在这个过程中,提高充电效率、保障充电安全、提升充电体验、改善智能运维等将是重要的发展方向。据悉,该机构下一步的工作重点包括交流探讨车网互动技术与产业化,加强与需求侧管理、虚拟电厂、电力市场、微电网、能源互联网间的协同;开展充电设施产业质量检测认证,推动运营商采信,开展车桩兼容一致性评价;会同充电标委会加强充换电标准宣贯,完善充电设施标准等。

大功率充电方兴未艾

需理性发展标准支撑

此前,在中电联的牵头下,由中国主导的首个全球新能源汽车超级充电标准“ChaoJi”正式发布,其支持大功率充电、向前兼容、更加安全、更具扩展性。记者了解到,大功率充电技术是一项系统工程,是涉及车辆和电池、接口组件、充电系统和通信协议、检测技术的整体解决方案,目前国内外主流车企大多采用800V高压平台技术路线。

有研究显示,根据对超充、快充、换电的模型计算,无论采用哪一种补能方式,新能源汽车都比传统燃油车更具经济性优势。其中,换电优势更大,超充次之,快充成本最高。广汽能源科技有限公司(以下简称“广汽能源科技”)总经理刘朝阳表示,大功率超级充电标准的统一,将提升充电场站的建设速度,促进高压平台车型的推广。

今年以来,多家车企密集推出超充车型。中国汽车技术研究中心有限公司首席科学家王芳指出,新能源汽车充电是一个跨产业链的领域,涉及充电基础设施、充电系统、充电连接装置以及整车和电池,每个板块又牵扯与充电兼容性和安全性相关的要素。因此,不能忽视供电网电能质量,对新能源汽车充电的影响。行业出现了发展大功率充电的诉求,但同时应注意以健康、理性的心态,提供合理的充电功率和充电倍率。

王芳介绍称,新能源汽车大功率充电时,电池有可能发生无序反应,继而带来浓差极化、反应极化、欧姆极化等一系列极化反应。这种不可逆的极化,将导致电池界面稳定性下降,材料结构劣化积累。据悉,目前行业对电池快充采取全生命周期内的电-热-力多维度评价,包括环境适应、电网适应、充电效率、循环寿命、充电产热等。对于大功率充电而言,“快”只是一个表象,企业一定要考虑在全生命周期内,满足电动汽车需求的合理功率充电策略。

刘永东也提到,实现大功率充电,液冷技术非常重要。事实上,液冷并非新技术,在多个行业已得到广泛应用。随着电动汽车大功率充电的发展,液冷技术的应用变得尤其必要。据介绍,前不久,相关部门刚刚审核了超级充电的相关标准,对液冷的相关材料、温度鉴定等一系列测试方法提出要求,以为液冷充电产业的发展提供技术指标。

换电模式不断升温

重卡换电高速发展

9月27日,上汽集团旗下高阶智能纯电动品牌飞凡汽车发布了新车型R7,成为首款全系支持换电的车型。如今,越来越多的车企布局换电“赛道”。不过,由于目前换电还没有统一的标准,随着市场需求的增长,未来需要逐步实现厂家共用换电站模式。

在乘用车换电热度升温的同时,重卡换电也迎来“风口”。据中国电动重卡换电产业促进联盟秘书长李立国介绍,截止到2022年6月,国内换电重卡累计达到368款,牵引车和自卸车是主要车型,且数量呈上升趋势。2022年前6个月,国内新能源重卡行业累计销量为10120辆,其中换电重卡销量达到4887辆,占比48.29%。车企正在大力推广重卡换电车型,已从最初的探索期进入被市场认可的高速发展期。

李立国提到,去年在内蒙古调研与运输车队的老板交流时,对方问了很多问题。而今年他们只关心:谁建换电站,何时能建成?从中可以看出,运输车队去年试用了五六个厂家的车型后,对换电重卡的能耗和运输效率比较满意。

李立国表示,重卡换电未来三五年可达到千亿元的市场规模。目前,多地政府正在通过市场招商的方式,吸引换电产业生态中的企业在当地落户。

本届大会上,《2021年度中国电动汽车换电生态发展白皮书》同期发布。仝宗旗在发布活动上表示,重卡换电站的建设在地方政府的支持下发展得非常快。与私家车不同,重卡是生产资料,应用场景相对封闭,推广换电有特殊的优势。行业应尽快完善政策、制定标准、提升技术,推动换电重卡的发展。据悉,今年年底,充电联盟将启动《2022年度中国电动汽车换电生态发展白皮书》的编制工作。

车企加大布局或成主力

运营商深耕细作塑品牌

对于充换电基础设施的发展,仝宗旗建议,应围绕需求构建分领域、按场景、充换结合的充换电基础设施网络,提升服务保障能力;提升充换电设施运维服务质量,加强安全监管;构建综合能源服务体系,推动能源行业转型升级,助力碳中和;促进信息互通互联,形成能源补给“一张网”;加强技术创新,完善标准体系,提高充换电设施网络信息化智能化水平;多业态融合共建,创新商业模式,打造充换电服务生态。

仝宗旗认为,车企将成为充电桩建设以及推广换电的主力之一。我国新能源汽车充电基础设施起步与国外不同,主要由充电运营商主导建设(国外大多由车企投资建设),逐渐发展为车企、互联网企业、房地产企业等参与建设运营。随着新能源汽车市场的增长,为提升自家品牌车型的销量,车企将逐渐加大充电网络建设。

刘朝阳表示,车企作为新能源汽车产业的链主,掌握了充换电技术发展的方向,知道用户需求是什么,可与大功率换电车型的销售做好配合,有步骤地协同建站,带动行业发展。据悉,针对未来的能源补给多元化场景,广汽能源科技在充电、换电、储能、电池回收等方面,进行了业务生态布局。

万帮数字能源股份有限公司副董事长郑隽一介绍称,星星充电正朝着智能化、数字化、标准化三个方向发展。基于对品牌建设的探索,除了星星充电,“美丽充”商标将开始呈现在消费者面前。

据了解,美丽充是星星充电打造的第一个酒店类的充电站品牌,接下来有可能会形成更大的品牌矩阵。此外,星星充电还构建了供应链生态,以充分为设备智能化部分赋能并提供保障,投资的企业范围覆盖电源模块领域、工业级MCU、设备自动化等。除核心业务充电外,星星充电也在光伏系统、储能系统、电力交易探索等方面有所涉猎。

另据获悉,新能源汽车充换电行业还迎来以下可喜的变化。首先,各省市区将逐步完善细化政策,聚焦解决居民区、城市公共、高速公路等充换电基础设施建设问题。目前,多地新发布的政策主要是推动居民区充电桩建设,加强充换电设施安全监管,充换电设施补贴等。其次,奖补政策将更具有倾向性,向保障类充换电设施倾斜,同时开始朝着扶优扶强方向演变。再次,安全监管将成为“十四五”期间充换电基础设施相关政策关注的重点方向,范围延伸至居民区充电桩。

行业声音

“目前,新能源汽车投等也开始进场,甚至充换电市场呈现爆发式在当地市场的占有率中增长。除国家电网、南名列前茅。方电网、特来电、星星充未来,将有更多其他电等运营企业外,车企、产业的资本进入这一领能源企业也陆续入局,域。充换电市场空间大,甚至很多做充电桩设投资机会多,投资热度高备、充电模块的企业也涨。只要有合适的商业模改做运营。由于充换电式、给力的地方政策支持基础设施建设的地域性等条件,行业完全可以把特征突出,各地有国资新能源汽车充换电这件事背景的企业如城投、建做好。”

——中国电动汽车充电基础设施促进联盟副秘书长仝宗旗

“几年前,我们曾与车企探讨开发一款换电车型,但对方不太感兴趣,认为改动底盘可能带来安全隐患。现在,主动开发换电车型的车企越来越多,它们甚至开始布局换电站、生产换电站设备等。这些都是新能源汽车充换电行业正在发生的变化。

不过,企业布局换电不仅要找准客户的需求场景,还应以市场为导向,更重要的是实现盈利,否则就走不远。从某种意义上说,政策对于换电行业的发展很关键。目前,优品车集团的产品覆盖新能源乘用车、重卡、城配物流车、无人车的换电站全产品线,使用场景包括城市客货运及矿山、港口、干线物流市场等。换电行业现阶段主要面临三大挑战:一是换电设备的锁止问题;二是动力电池的标准问题;三是后续发展的资金问题。”

——优品车集团副总裁贾凤勇

“在新能源汽车充换电的整个产业链条中,用到芯片的公司几乎都与德州仪器(TI)有或多或少的合作。我们对这个行业的发展前景非常看好,用于充电桩领域的芯片产品,未来在整个半导体行业中的占比将不断提高。行业未来的发展趋势是充电过程更安全,充电桩的运维更智能,从而使其发挥最大效能,还可及早诊断故障。TI向市场供应充电桩最核心的零部件——控制器,最新的MCU成本几乎是此前产品的一半,而且还有降本的潜力。除了核心控制器,TI也做充电桩周边的模拟器件,为充电桩行业带来更大的降本空间,助其获得更大的整体收益。”

——德州仪器(TI)中国北区技术经理付杨

“巨湾技研作为一家动力电池新势力,具备的核心技术是极速充电。未来,极速快充将助推新能源汽车产业升级发展。我们将以电池技术的突破,引领充电行业的发展,继而推动整个新能源汽车产业的发展。作为TO B的电池供应商,巨湾技研分别链接车企端和充电端。我们通过极速快充技术,激活与之关联的充电生态。现在,超充电池技术已经面世,需要与之配套的基础设施。此前,巨湾技研与特来电等企业达成战略合作协议,共同建设超充站。当产业链上下游各方对技术发展方向形成共识,协同打造超充生态,充电运营商就需要提前布局以实现充电基础设施的匹配。对于车企来说,从规划研发一款车型到上市销售可能需要一两年时间,基于目前的成本水平和技术路线,应尽早布局急速充电车型。”

——广州巨湾技研有限公司充电事业部总经理彭文科

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