“車電別離,電池自選,自主換電,能量運營” 的動力互聯網電動轎車辦法是打通電動轎車、電池、散布式儲能產業鏈和價值鏈的僅有手法。依據動力互聯網和能量信息化技能的用戶自主換電的電動轎車才是電動轎車的未來。
對充電樁開展的窘境的考慮
作為方針“寵兒”的電動轎車,在政府曩昔數年的大力扶持下,我國電動轎車商場的實在狀況并不盡人意。依照《節能與新動力轎車產業開展規劃(2012-2020年)》,我國新動力轎車累計產銷量在2015年應該到達50萬輛。工信部統計數據顯現,截止2015年10月,我國新動力轎車累計出產20.69萬輛,缺少預期的50%?!俺潆姌秴T乏”一向被以為是影響電動轎車開展的最大掣肘。筆者以為,“充電樁關于促進電動轎車開展有決定性效果“是一個偽出題,既無科學依據,也沒有商業辦法,更不契合我國的國情,無法支撐電動轎車的大規模運用,是電動轎車遍及開展的最大妨礙。
我們能夠簡單的算一筆賬:為了滿意2020年500萬輛新動力電動轎車充電需求,若按每輛車均勻配1.5個充電樁的車樁比下限計算(上限是3個),500萬輛車至少需求配套建造750萬座充電樁,以充電樁均價2萬元/個(其實樁的制造、運送、裝置、運維的本錢和電網擴容的費用加起來要遠大于這個數字)計算,將需求1500億元的充電樁出資(這兒還不包含更貴重的會集充電站的建造出資)。但是在方針的影響下本錢現已開端洶涌地進入充電樁范疇,現在充電樁范疇墮入到非理性狂歡中,許多人忘記了從產業鏈和價值鏈的視點考慮,本錢投入必需求發作新的價值,產品有必要發作完美的用戶體會。出資應看價值導向,不從用戶的需求動身,非人性化的產品或效勞都將被用戶扔掉,千億的本錢投入或將一旦化為烏有。
從現有狀況看,充電樁職業還沒有明晰的商業盈余辦法。這兒羅列一些首要問題供我們考慮,如:
750萬個充電樁誰來出資建;建好的樁怎么運維,誰來運維;750萬的個樁關于散布在全國的范圍內的500萬輛車是否能夠滿意用戶需求和體會;
現在大部分樁都建在收費泊車位(尤其是公共樁),充電樁和泊車位分屬不同產權所有人,形成泊車費用遠大于充電費用,尤其是溝通慢充,這將形成充電費比實踐的費用高出許多;
我國人均泊車位數量十分低,許多車主并不具有自己的專屬泊車位,這就形成車主和物業之間的對立,物業通常以各種合理或不合理的理由不給車主裝置充電樁,加重了充電困難的問題;
傳統轎車搶占電動轎車充電車位的現象十分遍及,加重了車樁數量不匹配的問題;
電動轎車產業鏈沒有貫穿,人-車-電池-樁-網這五個環節條塊切割各自為戰,如快充用起來相對便利,但對電網有沖擊,對電池壽數也有損傷,而溝通慢充又和用戶習慣方枘圓鑿,導致車主在運用電動轎車上糟蹋很多的時刻;
因而,真實處理我國電動轎車的開展問題,仍是要回歸商場價值和用戶需求,需求考慮車主真實需求的是什么的電動轎車特點。電動轎車的實質是為了便利人們的出行,人性化和智能化是整個轎車職業的出路和方針,看看無人駕駛、車聯網等新興轎車技能就不難發現這一趨勢。而現有的插電辦法電動轎車和與之配套的充電辦法與轎車職業的開展趨勢是相悖而行的,這種辦法在很大程度上阻止了電動轎車的遍及和開展。
自主換電辦法應成為電動轎車能量彌補的首要辦法
遍及和開展電動轎車需求我們從電動轎車用戶的視點從頭審視現在電動轎車和充電設施開展的辦法、思路和辦法。用戶購買電動轎車的最基本的需求是一個出行代步的東西,而電動轎車、電池和充電樁等等都是效勞于這一基本需求的。依據CCSE的統計數據,高達92%的電動轎車用戶每天行進路程不超越70公里,關于輕型乘用車也就是說6-8度電左右就夠了,為什么一輛乘用車需求背著幾杯或十幾倍的所需電池在路上跑,這形成了電池資源的極大擱置糟蹋和百公里耗電的急劇上升(自重太大)。
這兒面的原因值得我們進一步分析:電動轎車是耗費電池里存儲的電能來驅動行進的交通東西,因而電動轎車的運用是需求不斷彌補電池里耗費的電能。但是,因為電池的能量密度比燃油低1個數量級,而用戶期望得到和燃油車對等的用戶體會,這兩者的對立是不行諧和的,這是客觀物理規則,因而電動轎車遍及運用的瓶頸必定會呈現“路程焦慮:mileage anxiety”這一現象——即用戶總是憂慮沒有辦法隨時隨地彌補耗費的電量而情不自禁的墮入驚懼。這種物理上的不匹配在運用層面被插電電動車和充電樁辦法進一步擴大,形成了更大的用戶運用煩惱和焦慮。
回溯根源,充電樁給電動轎車加電的辦法是作為類比傳統加油站給燃油車加油的辦法被提出來的,但是提出這個類比的一起恰恰疏忽了電池和燃油能量密度相差1個數量級這一客觀現實,充電樁和加油站不具備可比性的深層次原因。因而,依賴于充電樁的建造開展電動轎車的辦法和思路從動身點就是過錯的。換句話說,如果我們期望為電動車主供給同等與燃油車和加油站辦法的用戶體會,技能上必需求做的就是:
盡力增大插電式電動轎車內的電池組容量;盡力建造比加油站多一個數量級的超大規模充電基礎設施。
除掉可行性和本錢的要素,這兩者在邏輯上又形成了新的悖論:例如,現在電動轎車整車廠處理“路程焦慮”問題的辦法是進步整車的電池組容量來到達延伸單次充電的巡航路程(整車廠想當然的巡航路程)。但是,在電池的比能量相同的狀況下,續航路程越高則意味著轎車要背的電池組的分量和體積越大,電池組和整車的本錢就會越高,車主的充電等待時刻就會越長,這些要素反過來又進一步加深了充電設施缺少的問題。因而,徹底依托插電式電動車和充電樁辦法直接給電動轎車充電是處理不了電動轎車車主所期望的隨時隨地進行能量彌補的中心需求。
筆者以為處理這一問題的僅有出路是用戶自主換電辦法。用戶自主換電辦法不同于以往國家電網和南方電網的會集換電站辦法,是真實意義上的用戶自主的辦法,其技能中心就是電池組的碎片化和能量信息化管控及依據動力互聯網的定制化的能量效勞。在自主換電辦法下,車和電池組首要進行別離,進而傳統大容量電池組被切割成很多的小容量“電池能量塊”,經過能量信息化等技能手法進行主動檢測,主動裝備,主動管控的信息能量一體化管控完成電池和管控體系的別離。
能量同享和運營
在自主換電辦法下,用戶能夠依據自己的出行需求來自在地挑選不同廠家,不同批次,不同新舊程度,不同類型,乃至是不同質量的“電池能量塊”給自己的電動轎車進行按需能量裝備。例如,用戶通常知道自己當時出行的目的地和路程,因而能夠給當次出行裝備相關的電池容量。在出行過程中,如果發作行程有變能量缺少的狀況,用戶可在鄰近的便利店/加油站等場所隨時找到可替換的電池能量塊,乃至能夠用“電池Uber”的電池能量O2O和移動互聯網運用找到能夠供給電池能量塊的其他車主,自取自換,完成真實的C端能量同享和運營。依據電池碎片化和能量信息化及互聯網化管控技能的電池能量塊能夠完成真實意義上的具有”互聯網+電池“特點的移動電源。只要移動電源變為實際,用戶側C端動力的自在流轉和買賣才將變成可能,人-車-電池-樁-網才干消除條塊切割,進行統籌優化,支撐和促進動力革命,完成”互聯網+才智動力“的愿景。到時作為移動用電負載的電動轎車才干夠自在行進,再無一點點糾纏。
產業鏈和價值鏈的僅有辦法
電池組是電動轎車的動力中心,其功能和本錢對電動轎車的遍及和開展有著決定性的效果。但是,單體電池的品質差異性和傳統固定銜接的電池成組辦法極大影響了電池組的體系功率,安全性,可靠性和可維護性。受限于能量密度、循環壽數、資料本錢及安全性的彼此掣肘,電動轎車的電池實踐上在3-5年間就需求替換,而退役動力電池的巨大價值無法充分使用。在電動轎車范疇,我們有必要正視電池組只能運用其20%乃至更低份額可用容量的現實,這也是電動轎車本錢居高不下的原因—— 現在電池組的本錢占到了整車本錢的50%以上。此外再加上電動轎車運用時刻遠遠小于擱置時刻、缺少動力電池梯級使用的有效手法等要素,形成了現在電池資源的巨大糟蹋。
其實單從技能層面看,經過幾十年的盡力,現在的鋰離子電池單體做的現已十分好了,充放電循環壽數能夠到達5000-10000次,物理壽數到達10-20年,單體電芯的本錢下降十分快(現在已低于1塊錢/瓦時)?,F在我們真實缺少的是電池運用的體系級技能,真實把電池單體變成一種可流轉資源的技能,其深層次的驅動力是因為電池現已從曩昔的耗材變成了一種新的可作為能量載體的固定資產。
從運用的視點看,每一個電動轎車用戶都關懷自己車上的電池組功能和狀況。但是用戶真實關懷的是什么?用戶其實并不關懷電池內部作業機理和電化學特性,而是電池組充放電功率、經濟性、安全行和可靠性等用戶體會參數。關于一般用戶而言,電池就是能裝能量的容器(類比瓶裝水和桶裝水,又如充電寶)。因而我們需求從C端從頭審視電池運用辦法和展望新動力職業的開展未來。自主換電辦法能夠支撐作為能量容器的電池能量塊來承載動力無處不在的夸姣愿景,能夠支撐電池在更細的時空顆粒度下進行復用和重組。在自主換電辦法中,電池的特點將不再由廠家賦予,而是由用戶賦予,經過用戶需求的正交性進行高密度的復用和梯級使用,然后真實完成了電池全生命周期的價值最大化和電池職業的產業鏈貫穿。
車電別離,電池自選,自主換電,能量運營。
在電池能量信息化和互聯網化管控技能的支撐下,電池演變為一種新式的可計算資源得以在電池運用商場中完成真實流轉,而電動轎車能夠到處獲取以電池能量塊形狀存在的移動電源,進而能夠經過電池能量云渠道來進行辦理和操控及運營,經過能量大數據渠道,辦理數量巨大的、在商場流轉的電池能量塊,然后使電池能量運營以虛擬電廠的形狀在C端完成與電網對等的商場位置。
在動力互聯網電動轎車的辦法中,電動轎車將演變為一種互聯網硬件,然后變成動力互聯網能量效勞的物理載體,類比于蘋果公司以為終究的效勞體系架構才是真實意義上的久遠商業辦法。電動轎車是能夠免費供給給用戶,而電動轎車運營商能夠依托能量運營(如電力直供和散布式動力消納等)和供給的定制化能量效勞來盈余。
附:電池能量信息化技能簡介
支撐電池能量塊和“電池Uber”辦法得以完成的中心技能是電池能量信息化技能。經過對電池能量的離散化和數字化處理,去除了電池運用過程中的非線性和不確定性,經過互聯網的散布式架構和先進電力電子半導體將傳統電池組變成自適應動態可重構電池網絡,支撐了軟件界說電池的運用。
慈松教授團隊現在現已完成了全球首套依據能量信息化和能量互聯技能的散布式電池能量辦理體系,該體系中電池網絡管控節點可到達互聯網級的1792個,跟互聯網一樣,理論上該技能體系的可擴展才能無窮大。這套體系經過智能芯片管控每一節單體電池,完成毫秒級的電池網絡拓撲重構和納秒級的單體電池通斷,讓電池組內部、碎片化的鋰電池塊之間隨時依據環境改變來動態調整本身的作業狀況,使其始終保持最優化的供能辦法,實時管控并告警,讓能量流與信息流到達真實的交融?,F在現已完成了運用這套散布式電池能量管控技能體系的兩款電動車的改裝測試,經過電池能量管控體系,我們能夠經過電池云渠道監控到每一節電池,經過電池能量塊能夠進行自主換電式能量補給,按需裝備電池,支撐能量同享和運營。