純電動汽車電池組可以採用可分離的模塊設計嗎?

為什麼不能把電池做成一個通用的電池組,然後可以方便的更換呢?如果可以,那充電技術就暫時不是什麼問題了。一台電動汽車的售價完全可以分成兩部分:一是電池組押金,二是其他的東西的一次性出售。所有的電池組歸汽車製造商所有,用戶交押金使用。大一點的加油站就可以建造一個電池組儲存和充電庫,來充電的電動車直接換一塊電池組走人就行,電池站賣充電的費用並獲取利潤。前來更換的20%以下電量的電池組收全款,20%以上可以按比例收。用戶要退電池組時,應以部分折舊的方式退一定的錢。這樣一來就不用太頭疼小區里充電樁的事情了。並且變相解決了充電時間,部分解決了充電站該如何普及的問題。


基本上不可行,但並非絕對不行。

換電適合單一品牌、單一車型,比如日產Leaf在歐洲就提供電池租賃服務,整車價格不包括電池,比如浙江眾泰也提供電池租賃服務,與日產Leaf的經營手法類似。因此,換電模式是可行的。

但從全行業範圍來看,換電模式基本沒戲。因為要在全行業實現換電模式,首先必須實現電池的標準化,至於電動車工業設計的標準化暫時還談不上。而動力電池本身就不是什麼成熟的技術,電池的技術路線從正極材料方面來說,就有錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷鋁三元材料電池以及其他名目繁多的電池種類;從封裝體積來看,既有Tesla所用的18650規格小電池的串並聯組合,也有電池廠家生產的大型稜柱形單體電池。由於電池管理的複雜性,不同規格、不同種類電池的兼容更是一個讓人絕望的話題。

由於電池技術的局限性,10年內都很難出現標準化的電池,也就談不上全行業的換電模式。

理想和現實之間存在著巨大的鴻溝。

另外,很多人對於純電車的未來過於樂觀。我的觀點是:純電動只是過渡而已,20年或者不用20年就會被燃料電池車FCV所取代。

燃料電池車才是未來。


首先開門見山回答主問題:可以。

不僅僅可以,而且已經有過多年的運營實踐了。從理念、技術、運營上看均有可行性。

下面擴展一下回答(以下所提到的電動汽車,如不特殊說明,則均指鋰電池、時速超過80公里,續航超過80公里的高速電動汽車)。

一、充電、換電之爭

  一個行業的很多糾結在旁觀者眼裡看起來往往很可笑,充、換之爭就是如此。手機剛剛出現的時候,電池沿用其他著名電器,如手電筒的換電模式,所以天生換電。後來出了一些不能換電的手機,如iphone什麼的,也曾引起軒然大波。電動汽車因為電池至少重幾百斤,甚至半噸重,所以一開始就是焊在車架子上的,自然也沒有換電之說。直到充電問題隨著電池容量的提升成為了瓶頸,換電的想法就出現了。

  換電可以解決電池充電慢的問題,而且可以解決電池保養問題,也比較容易規模化商業化。但是換電理念出現後,行業反響並不熱烈,甚至出現了一些反對聲音:

  • 安全與穩定

  可更換電池意味著車身上有一個半噸重可活動部件,你怕不?

  高速、顛簸,可活動電池內部結構會不會被破壞,甚至冒煙起火?

  電池與汽車的介面在震動下的穩定性,會不會高速時斷電,或者噼里啪啦?

  • 運營問題

  新電池換成舊電池誰干?

  如何計量費用?

  集中的充電中心,如何避免對電網的衝擊?

  充電站可不是一個樁子拉根線兒就行,場地從哪兒來?

  所以,現在所有的電動汽車都有充電介面,換電卻非常少見。不過充電時長的問題,已經成為電池容量之後制約電動汽車發展的第一大瓶頸。這個瓶頸之大,已經開始從根本上影響電動汽車的應用發展了。

  電池容量有問題,可以堆電池,各大車廠都在堆。電池貴,國家可以給補貼。但是充電時間長,沒有任何解決辦法。中國政府在2009年開始推廣新能源汽車的示範應用,很多地方政府也興緻勃勃,從公共交通領域推進電動汽車的普及。但是,這個不差錢的領域,遇到了充電時間長問題後,也一籌莫展了。

  計程車跑半天活,充半天電;公交車跑一圈就要休息一個小時,這是無法忍受的。所以換電開始被重視,並且出現了一些成果。比如……

  • Better Place

  前面說了,中國政府從2009年開始推廣示範應用。政府的推廣往往意味著相關產業已經有了無數的先行者。早在2007年,以色列一家叫Better Place的公司就興緻勃勃的告訴大家:換電啦,1-2分鐘。並且創造了「Better Place充電屋」、「電量套餐」、「會員制度」、「導航服務」、「網路服務」等等一系列充滿創意的換電相關服務,可謂創意無限,花樣百出。但是今天看來,還缺了一樣:互聯網思維。Better Place沒有喊出改變世界、顛覆行業之類的口號,所以雖然它做的確實是這樣的事情,但後來還是完蛋了……2013年,Better Place宣布破產。

  Better Place曾在國際上展開過廣泛合作,包括歐洲的美國的中國的什麼什麼的。他完蛋後,全球換電產業一片愁雲慘淡,很多業內人士已經宣布,換電模式徹底失敗。然而在我這個陰謀論眼裡看來,這是赤裸裸的利益紛爭造成的。

  • 以下為陰謀論

  上面提到了換電模式的安全啊、運營啊什麼的問題,但是根源問題沒有人直接說出來,那就是產業鏈上的利益:

  充電汽車誰來供電?電網!這是電網公司切入汽車產業,並且到達和石油巨頭同樣地位的絕佳時機。雖然很多人在說,什麼石油利益集團在阻撓電動汽車發展,其實不然。這種利益集團眼光不會那麼短淺,而是早在做應對必然未來的各種準備,其中包括換電。

  我們來看看換電模式和充電模式的利益走向有何不同。

  • 充電模式,車電一體,利益歸車企和經銷商。能量來源為電網提供,利益歸電網。

  • 換電模式,車電分離,在車企和電網之間橫插進來一個電池運營商,分了一杯羹。

  大家可以暢想一下,如果加油站利用自己的地皮,增加換電服務,那麼會是什麼情況?會是電網不給電的情況……所以一直以來,換電成長的路上一直有一隻魔爪在阻撓它的前進。

二、一些換電實例

  • 新鄉底盤換電

  新鄉政府一直很積極,搞了一個叫新能的電動汽車公司,和一個電動計程車公司,弄了幾百台電動計程車在運營。這些車都是底盤換電的,現在運行了幾年了,據說還好。

  我去看過,3-5分鐘換一輛車,也多次見過10分鐘沒換明白的。雖然是全自動的,但...反正我感覺,一點也不高科技,不酷,太土。。。總之,不高大上,沒互聯網思維,活該沒人理……

  不過這個移動換電車很酷,一車可以拉7-14組電池,既可以救援,也可開始臨時換電點。

  • 公交車換電

  這個就不多說了,公交車有天然優勢,可以在場站建設換電站。中國很多城市都已經有了類似的公交車,如江蘇、青島……

  • 尾部換電

  杭州眾泰出過尾部換電,這個更沒法提了,我深表鄙視。

  • 特斯拉換電

  Model S其實是可以換電的,90s快速換電。當然,這個數字是理想情況……13年特斯拉正式推出了這個技術,並且做了展示。不過鑒於所謂超級充電站還沒建完,所以現在特斯拉的換電站基本上還只是在Musk的心中……

  從形式上看,跟新鄉一樣是底盤換電。雖然我沒現場看過,但是瞧瞧人家這高科技,這架勢,這氣場。。甩新鄉出租三條街有沒有?

視頻封面Tesla 推出 Model S 90 秒換電池視頻

三、換電的問題和設想

  評論中 @盧知情 提到,換電沒有標準的問題。確實,這就是現在最大的問題。

  前面已經提到,換電模式,會在車企和電網之間出現一個第三方運營商。這個運營商既不屬於車企也不屬於電網,所以就需要有一套普適的標準,好把車企和電網連接起來……好吧,實際上是把自己和車企、電網連接起來。已經死翹翹的Better Place做的就是這個事情。

  統一標準的好處也可以想而知,無論是對企業的發展,還是產業進步,消費者方便,好處均多多。所以遠見者、冒險者、專家學者紛紛投入其中,要對這個事情做出貢獻。下圖,就是一個學者為某企業設計的基於換電的商業模式:電池租賃、裸車銷售。

  統一標準這個事情,需要一個強有力的推手。一般來說,這個推手角色往往是佔據了絕對優勢的企業聯合和政府共同承擔。而在目前,換電模式由於並不被車企太看重,所以傳統的車企巨頭並無強力推進者。電池企業在電動汽車產業發展中太靠近產業鏈上游,所以也很難主導。而指望電網更是與虎謀皮了。所以,第三方新興運營商就成為了指望。

  目前,在中國,國家電網其實是支持換電的(啊,不要打我臉)。不過,馬上就陷入了能源壟斷的口水仗。你既然供電,又想控制電池,你藥店碧蓮不?車企不幹了,電池廠不幹了,專家學者們也不幹了……所以舉步維艱。

  而中國政府則態度曖昧,雖然想快速推進新能源汽車發展,但是到底誰是未來方向政府也拿不準。萬一支持錯了,則不僅僅是交學費的問題,還涉及到能源安全、汽車產業崛起等種種大層面的大問題。所以政府現在做了一個更二的事情:投入幾百億,但是投給無數的企業、學府、機構,指望這些機構能夠在政府支持下脫穎而出,找到未來。但是幾百億看起來多,實際上分給這些機構後,每個機構能拿個幾百萬上千萬都是跑關係有力的了。所以基本上可以用杯水車薪來形容。

  而上面那張圖,就是這個企業的換電模式設想:制定幾個規格的電池標準,聯合車企生產合乎標準的車輛,聯合電池廠生產合乎標準的電池。最關鍵的是,要在城區像加油站一樣,5公里一個換電站,覆蓋整個城區。高速公路上也可以如此,服務站兼做換電站。

  當然,說起來容易,涉及到運營、盈利等問題,我就不是很清楚了。反正這應該是一個以盈利為目的的模式……或許想法很傳統,但這是一個千萬億級別的產業,一個註定走向市場的產業,不賺錢,怎麼發展呢?


看了非常激動,我的想法很樓主一樣,換電池,汽車電池分開運營,以加油站為載體,電池上可以加一個電池壽命監控模塊,統計數據用大數據的方法考核不同人開的汽車的電池損壞速度,感覺電動汽車是個趨勢,便宜,安靜,環保(發電機的燃汽輪機污染是易於控制的,汽車燃油發動機的污染是不易於控制的)!目前加油站是可能的網點最全最適合做這個的,只是目前兩桶油不願意讓自己旗下的加油站做這個,這相當於將旗下煉廠的利益讓渡給電廠和國家電網,他們不做這個有人會做,國家電網也可以做,但國家電網目前做電網已經肥的讓所有行業羨慕死了,所以動力不大,而且需要額外投入大量資金,需要中央下一定的決心給以支持,很難想像中央再給電網更優厚的條件他會強大到什麼程度,會不會尾大不調,並且與兩桶油都是央企,有時難免掣肘,央企之間也要考慮利益均衡,感覺這一塊民營資本很有機會介入,可以做一個功能全面對得起這個大數據時代的平台網站來運營,具體每個站點吸收各地零散民營資本來做,零散的資本,統一的運行平台,有錢大家一起賺。看看這幾年的PPI和CPI,我國可用於投資的錢是不缺的,做好運營的話盈利可觀,這兩年民眾的環保訴求這麼高,中央對環保也下了那麼大決心,如果做起來,就算是民資,中央應該都會非常支持的,至少應該不會拍死,希望有下一個馬雲把這個做起來!


利益分配還沒有談好……

汽車廠商當然希望賣裸車。

電網公司也希望從中分一大塊。

第三方廠商做零售。

之前有傳聞說國家電網想搞,電池租賃,合算下來每公里電費0.5元,大家似乎興趣不高。和燃油差不多價錢。

然後電池投入太大,而且,現在時時刻刻都在貶值,所以不合算。

等電池價格穩定下來了,我估計最終會走到這個模式上去的。

汽車銷售的時候是不帶電池的,想上路就要租賃電池,搞得和電信運營商一樣的!


國家電網已經把這商用化了。

4 年前世博時園內的大部分電車巴士都是在換電站更換電池,電池在站內充電,至今仍是如此。現在還可以在那裡看到換電過程,換電站一邊就對著馬路。

電池由國家電網購買,租賃給運營商。

青島和天津也是這一模式。

就在不久前,上海的換電車加裝了充電口,變為可充電可換電車輛。另外有一台在去年已改成無軌電車運營。

但並非換電不好,而是上海的換電站作為世博配套工程,選址離車輛運營商的線路距離太遠,無法充分發揮。


我還以為就我有這個想法了,看來我太驕傲了。哈哈哈,,,


跟我的想法不謀而合,


模塊標準化,這是pack廠都想做的,這樣開發周期短,而且工藝比較容易掌控,但是單換模塊的話還是有問題的,不同的車電池使用工況肯定不同,電池的衰減程度也不同,如果成組,必然會導致整包的使用壽命下降。所以我感覺模塊標準化是一定要做的,18650其實也可以嘗試標準化模塊


電動汽車的電池可不是電瓶車的電池吧,他是一套模組,非常占空間,且十分昂貴。


原因之一,為了方便抽換電池,電池外形必須設計成比較規則的形狀,比如方方正正的形狀,這樣做的副作用就是無法充分利用空間,直接後果就是電池容量下降。而為了提升電池容量,有人已經打起車身外殼的主意,把車身蒙皮做成電容器,用以提升電池容量,雖然還不能實用,但足見空間是多麼寶貴。


換電池的容量不像加油那樣能簡單測出來和看出來,到時新舊電池差異就很大了


抖個機靈:所有燃油汽車用一個型號的發動機,行嗎?

空了再細聊吧,換電是個看上去很美實際上此路不通的解決方案。相比換電的困難,充電樁現在遇到的,那真是叫小摩擦啊


換電問題不比充電少,現階段都只是堆電池,沒有有效管理,大家耽誤了3年


一個顛覆性創新設計解決新能源電動車普及的三個世界性難題.

KBS網路電池系統簡介

新能源電動車普及的三個世界性難題

1.電池價格太貴;由於電池能量密度小,循環衰耗大,使用壽命短,占整車價格50%左右。

2.充電時間太長;由於整車充電需要6-8小時才可充滿,充電站建設投資大運營成本太高。

3.續航里程太短;由於電池能量密度小續航里程太短,城市充電網路建設/改造投資太大。

KBS網路電池系統的技術創新亮點

我們採用創新的技術去顛覆傳統的商業模式,以創新的商業模式提供給客戶全新的客戶體驗.

1.網路技術創新; 標準電池,車電分離,彈性設計,靈活組合,各種車型,網路控制。

2.服務模式創新; 購車租電,以換代充.按需收費,全程質保,社區建站,網路運營。

3.客戶體驗創新; 半價購車,電話預約,移動換電,即換即付,無憂用車,網路服務。

對有興趣的朋友可以與我聯繫;郵箱;henry184@sina.com 電話;13911235378


這個路子感覺可行。


手機都不可換電池了……


前段時間我還想申請專利呢


推薦閱讀:

電動汽車的中國國家充電標準是怎麼制定的?
電動汽車的電池容量,充電速度,和充電標準不一等問題能否用無線充電(輸電)技術解決?
電動汽車充電站收費細則需要依據哪些原則制定?

TAG:電動汽車 | 電動車電池 |