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科普 | 什么是充电?什么是换电?

日期:2024-09-20    来源:充换电头条

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2024
09/20
08:35
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关键词: 新能源汽车 充电站 换电站

新能源汽车广泛推广之日起,人们对“充电好还是换电强”这一话题一直争论不休。经过几十年的发展,我国的新能源汽车的整体品质已经得到了极大的提升。电动汽车的续航问题一直被消费者所诟病,也成为了制约电动汽车大规模应用的重要因素之一。

图片来源:肥西产城控股集团

眼下,充电难、充电慢一直是新能源汽车发展的痛点。那么,充电和换电,这两种新能源汽车补能方式,到底哪个更胜一筹呢?对此,换电头条(微信公众号:chd2005s)对充电、换电的优势、区别、未来发展趋势等进行了梳理和总结。

充电、换电的定义

1、充电模式的定义

新能源汽车主要有三种充电模式,分别为慢充、快充、超充。

“慢充”俗称交流充电。其利用交流充电桩把电网的交流电输入电动汽车的慢充口。交流充电桩只提供电力输出,不直接对电池充电,需连接车载充电机转换成直流电给车载电池充电。受限于体积、成本,车载充电机功率一般较小,充电速度较慢,一般的车型需要6到8个小时才能将电池充满。

“快充”,俗称直流快充。一般指大功率直流充电。与交流慢充不同的是,直流充电桩先把电网的交流电在桩内转化成直流电,再将直流电输送到电动汽车的快充口,电能直接进入车辆动力电池可以在1个小时甚至更快时间内充电至80%。

“超充”是快充的升级版。其能够在10分钟或更短的时间内为电动汽车充电80%,从而显著减少充电时间,提高充电站的使用效率。

图片来源:中国石化黑龙江分公司

2、换电模式的定义
对新能源汽车而言,换电模式并非新鲜事物。换电模式基于“车电分离”技术,通过换电站对电池集中存储、充电和配送,并为新能源汽车快速更换电池。近年来,新能源汽车换电模式正从营运车领域逐步走向百姓家,随着换电站数量逐渐增加,换电模式正被更多消费者接受。

充电模式的优势

充电模式作为电动汽车最传统的补能方式,其优势显而易见:

1、慢充

一般情况下使用的是较小的电流,这有助于减少电池的热损失和老化,从而延长电池的使用寿命;由于慢充充电桩的功率较低,它们对电网的负荷较小,不容易造成电网过载;慢充充电桩通常使用家用电源或商业电源,有助于减少对化石燃料的依赖,促进可持续发展。

2、快充

由于充电时长较短,快充非常适合需要快速充电以继续长途旅行的情况;适合在商业区等场所使用,以满足用户快速充电的需求。

图片来源:西格码电气

3、超充

超充充电桩通常与智能网络相连,允许远程监控、故障诊断和维护,提高了充电站的可靠性和效率;更适合高速公路服务区等服务场景,满足客户更快的充电需求。

总的来说,无论是直流快充桩还是交流慢充桩,都能为大多数电动汽车提供充电服务,实现了品牌间的无缝对接。另外,充电技术经过多年的发展,已经相当成熟,充电效率高、安全性好。

充电模式的挑战

然而,充电模式也面临一些挑战:

1、充电时间长:即使是快充,也需要数十分钟甚至更长时间才能为电动汽车充满电,这对于需要快速补能的用户来说是一个不小的痛点。

常见的电动汽车充电模式分为两种,直流充电和交流充电。直流充电就是常说的快充模式,交流充电就是电动汽车的慢充模式。但即使是快充模式把动力电池充满需要花费1.5-3小时,而用交流充电桩充满电起码要花费8-10小时。

图片来源:华为数字能源

2、充电桩建设成本高:虽然充电桩的普及程度逐年提高,但建设成本仍然较高,需要政府、企业等多方共同努力。值得注意的是,很多车主都是白天使用,晚上充电,大量的车辆同时充电势必给电力系统带来巨大的压力。

换电模式的优势

换电模式作为一种新兴的补能方式,近年来受到了越来越多的关注,对促进新能源汽车高质量发展具有重要意义,其优点主要包括:

1、有助于构建高效电动汽车补能体系。电动汽车换电时间小于3分钟,在高速公路、出租网约车、重型货运等场景具有优势,大大提高了补能效率,满足了用户对快速补能的需求。

2、有助于促进新能源汽车消费增长。通过换电商业模式创新,消费者无需支付动力电池价格即可购买车辆,降低车辆购置成本。

图片来源:泽清新能源

3、有助于推动汽车与能源融合发展。换电站具有分布式储能属性,可结合智能化技术实现高弹性电网互动,促进电网削峰填谷。4、有助于实现电池资源高效利用。换电模式可提高小容量电池配置比例,相比大功率充电,较低的充电倍率可延长电池寿命。

换电模式的挑战

目前,换电赛道持续温,然而,正如一枚硬币的两面,换电模式也存在诸多待解的难题。

1、车型兼容性:目前换电模式主要适用于特定品牌或车型,难以实现品牌间的无缝对接。

2、换电站建设成本高:换电站的建设成本远高于充电桩,且需要更多的备用电池以满足服务需求。

图片来源:泽清新能源

3、换电模式全面铺开发展,受制于统一标准的缺乏,包括电池包规格、车辆底盘结构、机械连接方式等都未能做到标准化。

4、换电模式短期内无法形成规模效应,在很大程度上制约了企业的盈利能力。

充电、换电分别适合哪些场景

一、哪些场景适合充电?

1、成本方面

民营企业运营换电站比较难,同样服务50台车辆充电站和换电站,大约换电站是充电站2.5到3倍。再说一个底层逻辑,换电背后本质还是充电,只是把车上电池拿下来,它充电还是充电机,把电池挪下来在换电站充满电换上去要付出3倍成本。

2、效率方面

当你在换电和充电之间犹豫时,如果用充电成本是大于你的效率,那就应该用充电。如果24小时开车停车不停就得用换电。因为用换电能够使车的效率更高。

图片来源:易事特中能易电

3、质量方面

纵观我们目前新能源车的市场,虽然新能源电车技术越来越成熟,但自燃等事故依然无法完全杜绝,当你把所有电池集中在一个换电站里面,前期可能没有问题,但后期电池衰减到一定程度,一旦有一块电池出现问题将会连带整个换电站,后果是非常严重的。反观充电站,即使有一个桩出现问题,危险程度及损失远小于换电站。

二、哪些场景适合换电?

就当前来讲换电具备两个优势:第一个优势是补能效率高,目前来讲换电10分钟左右之间完成一次快速补能,充电现在相比较而言时间要长一些;第二个优势是通过换电方式实现车电分离,用户可以采用租赁方式解决车辆运行问题。

换电能够快速补能,适用于对效率要求特别高的一些企业。对于商用车来讲,效率是件非常重要的问题,车子停在每一小时有100块钱损失,除了这部分损失之外还有另外的损失,这意味着少了一个小时赚钱的时间,用户损失更大。

图片来源:泽清新能源

到底是选择100块钱的损失还是一小时充电时间,用户可以自己选择。不过,对补能效率没有更大要求,而且有充足场地和时间,补能充电对用户而言也是一种好选择。

综上所述,换电其实更适合购买车身租赁电池的客户。


充电、换电到底如何选择

足以可见,充电模式和换电模式各有优劣。

虽然目前换电站的应用没有充电桩的应用广泛,不过从目前的发展状况来看,换电模式还是更适合运营车辆,也就是出租车、公交车等。

通过换电模式,出租车、公交车司机能够在降低成本的同时保持和燃油车类似的使用习惯,非常方便。今后对换电站的应用会逐渐多起来。对于个人用户来说,换电模式的需求并不强烈。

图片来源:易事特中能易电

不过,换个角度来看,没必非要从换电和充电之间选择一个。

不用单纯的考虑充电、换电到底哪种模式更加合理,而是应该将两种模式结合起来,日常使用采取充电的方式,紧急情况采用换电的方式,将换电视为对于充电的一种补充,这样无论在何种使用场景下都能够找到合适的电能补充方式。

充电、换电未来发展趋势

面对快充、慢充、超充以及换电站等多种补能方式“百花齐放”,展望未来,充电与换电两种模式并非对立关系,而是将呈现出共同发展的态势。在私家车领域,充电模式因其广泛兼容性和经济实惠的特点,将继续占据主流地位。同时,随着无线充电、机器人充电等技术的不断发展,充电体验将得到进一步提升。

图片来源:泽清新能源

在商用车、共享汽车等需要快速补能的场景下,换电模式将发挥重要作用。通过解决车型兼容性和换电站建设成本等问题,换电模式有望在未来实现大规模应用。

随着新能源汽车行业的不断发展,充电与换电两种模式将不断融合创新,出现更多新的补能方式,如移动充电车、智能充电网络等,为用户提供更加便捷、高效的补能服务。

充电模式代表企业

1、特来电
特来电主要从事新能源汽车充电网的建设、运营及互联网的增值服务,是工信部工业互联网创新发展工程“新能源汽车充电网能源管理工业互联网平台”承建主体。

图片来源:特来电

2、万帮星星充电科技有限公司

国内领先的充电桩运营服务平台,具备统一支付,交易管理、运营维护等多样化功能,基于物联网与车联网技术,实现向终端用户提供充电桩精准定位、线上预订、状态查询、车联网等服务。

图片来源:星星充电

3、国家电网有限公司

国家电网作为国有大型企业,具有遍布全国的电力网络,这使得其能够在全国范围内进行充电桩的布局和建设。无论是城市还是乡村,国家电网都能利用其庞大的网络资源,为电动汽车提供便捷的充电服务。

图片来源:国家电网

4、江苏云快充新能源科技有限公司

中国新能源汽车充电服务与能源管理解决方案提供商,建立了全国规模前列的公用充电服务网络,为客户提供直接高效的新能源汽车充电服务与充电场景的能源管理服务。

图片来源:云快充

5、广州蔚景科技有限公司

在未来的充电场景上,蔚景云面向目的地充电,与头部企业共同研发V2G,光储充,虚拟电厂,智慧能源等综合服务,与华为合作液冷超充,在湖南,湖北,海南,新疆等多个高速充电场景落地,服务城市级数字能源建设,让充电更方便。

图片来源:蔚景云

换电模式代表企业

1、NIO Power

NIO Power是蔚来基于移动互联网的加电解决方案,2018年上线第1座换电站,在行业内较早推出电池租用模式,目前已拥有广泛布局的充换电设施网络,依托蔚来云技术,搭建了“可充可换可升级”的能源服务体系,为车主提供全场景化的加电服务。

图片来源:蔚来

2、奥动新能源

奥动新能源致力成为全球领先智慧能源服务平台,形成从换电站技术研发与制造、换电网络服务平台运营、电池全生命周期管理到城市分布式储能的商业闭环。2025年,将在全国布局超过10000座换电站,形成1000万辆新能源汽车的换电服务能力。

图片来源:奥动新能源

3、伯坦科技

伯坦科技是"车电分离、分箱换电"的商业生态和技术体系的构建者,自主研发"标准箱动力电池"和"分箱换电方式"实现电动车型换电兼容,动力电池的高度梯次利用和循环利用,已与多家主机厂合作开发多款车型,产品涵盖乘用车、商用车。

图片来源:伯坦科技

4、易易互联

易易互联科技有限公司作为吉利部署的换电运营公司,协同集团资源,在2020年实现了示范运营,力争成为全国最大、覆盖最广、适配车型最多、技术领先的充换电运营服务商,打造能源物联生态的智慧平台。

图片来源:易易互联

5、蓝谷智慧能源

蓝谷智慧能源成立于2016年,是北汽集团旗下从事换电及动力电池梯次利用业务的高新技术企业,先后掌握了智能换电、能源集成、电池评估和梯次利用等领域关键技术,并获得了300多项相应知识产权,业务覆盖智能换电站的研发制造与建设运营和动力蓄电池梯次利用的溯源生产与租售运营。

图片来源:蓝谷智慧能源


写在最后

充电与换电模式,两者皆为新能源汽车能源补给的有效途径,它们各自拥有独特的优势,但并非是相互替代的单一选项。

在未来,如果用户能够基于不同的应用需求,自由选择最适合的充换电模式,并充分利用各自的优势,才能更好地促进新能源汽车行业的发展。

内容资料参考来源:中国石化朝阳e站、云电新能源研究院、星星充电等综合整理

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