力帆副董陈卫:新能源汽车应该像换煤气罐一样换电池

车云网 综合报道

动力电池技术一直是制约新能源汽车发展的一大要因,除了常规的建立充电桩充电模式,还有一批人提倡换电模式,力帆实业副董事长陈卫在新能源汽车高层研讨会上提到,目前力帆一直在尝试一种非主流的换电模式,就好比像以前换煤气罐一样简单换电池,车主不必为担忧充电难的问题,但在推行当中,也遇到了不少的困难。在现场,陈卫分享了力帆从上海世博会开始做换电模式的电动车以来的感想。

力帆实业副董事长陈卫

力帆实业副董事长陈卫

演讲实录:

在这之前很多人尝试过换电,最早的是2008年杭州国家电网与众泰尝试过出租车换电,最有名的除了特斯拉之外,还有以色列的Better Place,号称是融了10万美金,从2010年开始做换电,2014年公司破产。

换电不是新能源发展中的模式,大家都在尝试不同的方法,力帆从2010年开始,在上海世博会投入电动车,做换电模式。前几日,北汽也宣布要在全国建2000座换电站,推动电动汽车出租车行业的发展。在欧洲,大众也发布过自己的换电模式,也宣布放弃。因为我尝试过从洛杉矶开到旧金山的时候,中间换电非常不方便。

充电模式的短板

1、充电模式本身由于是无序的充电,白天晚上都会充电,但多数消费者没有合法的停车位,所以由于无序充电,白天给电网造成的压力大大增加,特别是夏天,使得整个配电网络承受很大的压力。

2、充电的模式占用很多公共资源,你充电的时候要停车,本来我们的停车位就不够,结果又要增加一部分停车。过去加油平均7分钟就能把油加好,而现在充电至少要半个小时,而半个小时的前提假设是非常大的,要把配电网做彻底的改造,这个改造在“十三五”期间要投入2万亿改造配电网,没有必要。

3、无法利用供给侧改革带来的红利。去年3月16日,国务院、党中央的9号文关于重新启动电力改革,其中最重要的一项就是上网电价可以直接跟发电部门谈,输配电价完全可以国家定价。这样一来,就使得过网费和上网电价意见已经形成了一个透明的机制。

4、电迫使消费者购买昂贵的电池。电池占整个电动车成本的60%,充电电池迫使消费者买这么昂贵的电池,同时又把风险给消费者。用户还要担心电池的安全性、寿命。

5、充电桩公众服务成本、时间成本昂贵 。车主既要交电费、服务费,还要交停车费。

6、没有真正的盈利商业模式。

力帆的换电模式:像换煤气罐一样简单

什么是换电?为什么要换电?其实很简单,你车上的电池跟煤气罐一样,你买车的时候不必买这个煤气罐,这个煤气罐属于另外运营商帮你负责它的质量问题、容量问题,更重要的是使用成本。

这个罐不是简单的煤气罐,它是因为技术进步给我们带来一次机会,我们是把物联网嵌入到每个镍氢(电池)里面,然后构成一个标准的电池包,尺寸很小,用手都可以换,所以用户既可以手换,也可以半自动换、全自动换,其目的就是让车和电池彻底分离,而电池通过租赁的方式,你用一次缴一次钱,不必花几万块钱去买电池,你也不必担心这个电池失效或者老化以后,你又花几万块钱装在车上。

换电的服务本身可以养活这个电池的成本,这是很关键的。所以通过电力改革,我们能够做到这点。一台车中电池占60%的成本,充电模式里一台车只需要一套电池,而换电模式还必须有部分电池在充电,刚开始是1:1的比例,一台车要配两套电池。任何聪明的人一算账就知道不可能,但是现在恰恰有可能,所以我把这个算账的过程与大家分享一下。

第一,完全是用谷电,现在充电肯定是无序,而换电可以强迫你在晚上充好以后,你白天可以随机换。

第二,延长电池寿命,当你把电池集中在能源站(换电站)里充电的时候,我们的能源站既可以充电,也可以换电,我们充电是高压直流充电,在换电的过程中,可以免费得到设备。

第三,服务能力提升。国家“十三五”期间提到,到2020年,解决500万台车的充电问题。所以这一部分需要1.1万亿投入,再加上配电网2万亿的改造,总共是3.1万亿的投入来推动500万台车的用电问题。而现在用换电模式,我们现在最大的能源站,一个能源站一天能换2000万台车的电,包括电池投入,总共1.1万亿,这就可以解决2000万台车的用电问题,时间非常快。

第四,节省用电成本,因为你不需要支付停车费,更重要的是通过这种模式对电网没有冲击,因为你是利用晚上富裕的谷电,采用的是柔性充电的模式。所以尽管我们也要充电,我只在晚上充电,只是0.3C的倍率在充电。

换电模式的不足

第一、一辆车需要1.3—1.8倍的备用电池,增加换电模式的运营成本。由于我们现在的换电模式与过去完全不一样,过去是一大块就在底盘下面,一个机器人上去把整个换下来。现在很简单,都是手动的,也有全自动的,一次四块电池全部可以换掉。

第二、增加电池连接器,降低了电池可靠性增加了成本。一个电池里不是单纯的能源通道,正负极,里面还有大量的信号,因为要监测每个电芯的电流、电压、温度、压力,每个电池包都需要考虑它的状态,如果像特斯拉用18650电池的话,要7000多个电芯,成本就提高。所以连接器和本身连接的标准是非常重要的,因为既有成本,又有通用性的问题。

第三、换电电池的标准,有待统一 。换电最大的障碍是标准,就像现在手机。过去每个厂家都有自己的充电器,工信部强行要求全部用USB作为标准接口,但是苹果不买账。换电的标准是有待统一的。

第四,能源站建设需要用地资源 。能源站的建设需要用地,我们要跟中石油、中石化紧密配合,北汽在北京已经建了两个换电模式的换电站,我们也跟中石化在重庆做示范,我们的模式更简单,一个集装箱拉在那儿,一夜之间就可以投入运营。

换电基础设施建设过程中遇到的发展瓶颈

1、用地难,成本高,周期长。很多地方基本没有换电设置用地规划,建议将能源站、电客栈的用地作为政府公共设施用地进行规划。

2、电力政策落实不到位。能源站、电客栈都需要专变、 等电力设施设备,各地区在相关政策的执行上,存在差异,甚至不执行最新改革政策。

3、跨部门管理,协调难度大。能源站、电客栈建设过程中各地市政、消防、公安、环保、工商税务、城 管、交管、街道办等相关部门对新能源产业政策 理解不一致,造成建设、 运营过程中遇到意想不到的困难 。

力帆的解决之道:新能源汽车出行平台

力帆先从用车开始解决,国家推动的新能源推广,从政府来讲,第一,想调整能源结构;第二,想减少污染。作为企业,特别是车企,我们的社会责任之一是减少城市的拥堵,但是除了国家的两项大任务以外,我们想通过改变出行模式来减少城市的拥堵,所以我们有新能源汽车出行的平台。

这个平台已经开始在重庆、杭州、成都、天津、郑州、绵阳、济源开始小规模的运营。重庆已经有上千台车了,现在在重庆我们已经有60个站点。今年年底,车已经准备好2000台了。这是用车的情况。

我们兴建的第一个能源站7月30日正式投入运营,这是全自动化的,一天可以换2000台车的电池,而这个集装箱一天可以换120台车的电池。当你缺电的时候,由于车联网在车上,物联网在电池里面,所以时时刻刻都会提醒你电不够了,去你目的地的地方,你现在如果要换电,我们有车就把电池给你送来。现在这些服务是免费的,像特斯拉的超级充电站都是免费的。这段时间我们还在尝试这套运营模式。

我们有四种形式的换电站,还有一种是工厂,临时性的,在一个工业区里,别人的旧厂房,里面有电,我们就用我们最安全的充电模式。

推行过程中遇到的问题

我们在这个过程中遇到很多问题,各种各样的基础设施建设过程中的政策问题。因为过去大家已经把建加气站、加油站作为一种商业行为,所以尽管国家各部门多次发文说充(换)电站是属于公共设施,属于社会基础设施的建设,应该用公共设施的用地政策,但是实际上我们到现在为止还没有享受到一块地收入。所以推广是很困难,需要企业自己想办法。

这种模式应该完全享受2014年7月22日国家发改委关于用电的规定,基本电价可以免掉,接网费可以免掉,但是这些事情要落实的时候发现会困难重重。而且你要建能源站的时候,你要协调的部门非常多,市政、消防、公安、环保、工商、税务等等,需要盖很多章,这些是现在我们遇到很现实的问题,不是技术的问题。真正的困难是我们过去整个社会结构已经形成了一种惯势,所以说你要把所有部门跑完之后才能把所谓的基础设施基本覆盖一个城市。

如何做到能源运营和电动车协同发展

新能源汽车要发展,用车的成本费用指标必须要优于我们国家2020年燃油车的性能指标。国家要求2020年要达到百公里油耗5升,这个指标非常难,用传统燃油车,无论你用什么方法,都非常接近4点几升,一般来讲,车还不能太大。

充电模式不仅购车成本高,用车成也高于换电模式。换电模式在购车成上与燃油车相当,甚至便宜,所以换电模式要发展,电池成本谁来扛?羊毛出在猪身上,猪是啥?刚才前面已经讲了,其实电池的功能,我们仅仅把它放在车上用太可惜了,因为它本身既可以作为动力的来源,它也可以是能源的储备单元。所以把电池放在车上的用法亏大了。

我们的用法是,第一,你要用的时候换到车上去,最好别把车停到车库里,你不用的时候,你就放在能源站当储能用,晚上把谷电存进去。

第二,利用能源站的电池,用谷电对电池进行充电和储能,获取峰谷电差,这样我们不仅可以解决电池昂贵的成本问题,同时能源站上的电池使用寿命超过3000次以后,为期十年的使用周期,这样电池的回收时间就能解决。所以说谷电就是电力改革给我们留下来的“猪”。

电池如何利用?第一阶段,因为电池的效率很高,高于80%以上,所以电池晚上充电,白天当动力电池。第二阶段,它的性能低于80%以后,把它当储能用。第三阶段,全部回收,低于40%以后就全部回收。

关于燃料电池,燃料电池最大的好处是用完之后没有第二次污染,因为最后出来都是水,而锂电的动力电池会造成二次污染。如果在白天要增加发电量,将来我们可以相信可再生能源,特别是太阳能和风能将逐步取代石油燃料为基础的动力体系,但是近期还要依靠煤电、水电、核电。

所以从这个角度讲,发展燃料电池的两个方面,一是解决煤电的问题,增加发电量的问题,另一个是电池的回收问题。我们在电池回收上做了大量努力,三元锂电的电池里,除了里面的铜箔、铝箔,电已经干掉了,剩下的还有金属钴、镍,最难的是锂,锂已经变成离子态化的,这时候找不到锂在哪。所以我们现在找到一种经济有效的方法,用这种方法能够彻底解决三元锂电回收问题,就是在石墨里把游离态的锂离子重新找回来。

所以我们现在由于通过换电模式避开了白天用电,没有增加发电量,同时电池的回收问题能够得到解决,基本上基于锂电为基础的动力电池系统的主要问题,我们认为从生态保护的角度来讲,它基本上形成了一个闭环健康系统。所以发展这样的系统,对于整个环境的保护有很大的好处。换电模式对国家新能源发展来讲,避开了大规模建设充电桩和电网改造的改造费用(2万亿),消费者可以不必买电池,用多少花多少。通过储能利用非常便利的谷电,为新能源汽车提供能源,在提升用电量的同时,为消费者节能用电成本。

这个谷电低到什么程度?现在供水期的谷电,在安庆,按照过去的做大,谷电大概是3毛到4毛之间,而丰水期的谷电,上网电价是7分钱/度,最低4分钱/度。我们希望我们今后每公里的运营成本是2毛4,因为现在插电式模式的车要做到2毛4是有很多困难,因为一度电平均能够跑七公里。

另外,换电可以让车的利用率大大提升,比如说我是做出租车的,我们在上海有一家出租车公司,有几十台汽油车,也有十几台电动车,它的运营数据很好笑。燃油车一个月收入是接近3万块钱,司机自己到兜里的钱大概1万块钱,但是每天工作14-16个小时。而电动车,因为上海换电的地方不够,所以它既可以换,又可以充,主要是充电为主,只能运行大概11小时,所以电动车的一个月收入18000元左右,但是司机每天工作10-11个小时,比燃油车少工作大概4-5个小时,他的收入是9000块钱,只有1000块钱的差距。所以说司机还愿意用电动车,工作时间少,维护费用低,而且关键是他的收入并不少。

13万台车,一年的用电量是8.6亿度电,在一个城市里不是很大,但是它产生的效益需要一段时间来验证,但是我们自己测算了一下。按照现在每天走150公里,每年就是8.6亿度电,碳排放的减少是134万吨。我们希望把新能源汽车与新能源的运营协同发展,换电这种技术形式是多一种尝试,作为一个企业,我们是全力以赴,我们所有的车没有一个是充电的,我们从去年生产的车全部都是换电的。

将汽车的动力电池、储能电池应用于能源站,存储谷电,才能实现消费者不用购买电池,低成本使用电动车,这样才能有效利用之前被废弃的谷电资源,变废为宝,才能改善生存环境,减少机动车尾气的排放,重新赢得未来的蓝天。

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