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电动汽车换电池:便捷续航新方式

曾几何时,手机的电池板是可以换的。购买手机的时候会附赠第二块电池板,还催生了能为所有手机电池充电的“万能充电器”。

电动汽车也能换电池?到底靠不靠谱?

当十一年前,乔帮主推出第一款iPhone的时候,引起争议的除了电容屏,还有不能更换电池的设计。

当时这个设计,打破了消费者的惯性思维,骂声一片。可是不更换电池的方案,节省大量结构空间,可以带来更美观的外观和更好的用户体验。

电动汽车也能换电池?到底靠不靠谱?

随着电池技术的进步,电芯做到了与手机同寿命。随着充电接口的统一和充电来源的多样化,出门在外也基本不用担心没有电之后会无法充电。就这样没过几年,可更换电池的手机,和万能充电器、第二块电池板一起谢幕退出了。

从对消费者心理影响的层面来说,手机的续航时间和纯电动车的续驶里程是一致的,其发展逻辑也是一致的。

可是,在电动车快速发展的当下,仍然有企业热衷于将换电这个过渡性方案,作为能源补充的终极方案。其实纯电动车换电模式也并不新鲜,以色列电动汽车生产商Better Place早在2007就建立了换电站,车主在进入换电站可以通过机械手在三分钟内完成自动换电业务,完美解决了充电需要等待的问题,但这么多年过去了,Better Place公司都已经破产,而为什么换电模式仍然没有得到大规模应用和发展?

电动汽车也能换电池?到底靠不靠谱?

主要受限于成本和运营方式

一、电池包的硬件和软件很难统一

充电桩和充电接口的标准容易统一,但电池包各个厂商都有各自的独立设计,从A00级的小车,到B级以上的中大型车,用一个电池来覆盖是完全不现实的。

另外,和汽车油箱、手机电池不同,电池管理系统都(BMS)大都集成在电池包内部,而电动车的电池和对应的电池管理系统(BMS)是各大车厂的核心技术,也是电动车费用的大头,是整车厂不会轻易同意剥离出去的部分。如果BMS随着电池被一起更换,那软件版本的兼容性将会是很大的问题。

电动汽车也能换电池?到底靠不靠谱?

蔚来在ES8也提出了换电模式,并且为了实现换电,蔚来对电池组的规格也进行了统一,ES8和后续的车型都将使用同一种电池组,而且是按照产品规划中最小车型设计的。

换电设计的初衷,是为了用车更便捷,续航更无忧。然而如果为了电池规格的统一,限制了追求更长续航的可能性,这种为了统一而统一的做法,难道不是一种本末倒置么?

二、充换电设备的便利性,随着覆盖率的升高而指数性提升

由于充电口的统一性,便于不同品牌的充电桩同时铺开,但换电站不行。如果需要依靠企业自身实力,来确保换电站的覆盖率,其投资将是一个无底洞。

举例来说:

一座换电站的成本约为630万元,特斯拉一座充电站成本为25万美元(约157万)。粗略对比下,同样在起步阶段,一座“独享”换电站的成本是超级充电站的4倍左右。

如果换电站覆盖率低,车辆在往返换电站的路程上会耗费很多电量,相当于降低了充电效率,车辆往返换电站所耗的时间也可能接近快充时间。

综上,换电设施适合在统一管理的运营车辆上实施,比如出租车。但是对于私人用车市场多样化的需求,换电模式在先天上,并不适应。

对于消费者来说,换电模式也存在很多弊端

一、安全问题

用螺栓把电池和车身连起来。这听起来是一个18世纪就能解决的技术问题,但是汽车复杂的使用场景+换电模式带来必然的频繁拆卸,对于紧固零件的要求是很高的。所有汽车开发过程中,都躲不开上万公里模拟颠簸路面的路试。图中是上汽通用在广德试车场的颠簸耐久试验道路,一眼望过去并没有太多的难度,但是按照规定车速在跑一下,绝对被颠得七荤八素。

电动汽车也能换电池?到底靠不靠谱?

纯电动车电池重量动辄三四百公斤,强度和耐久是一个不小的挑战。如果为了很少比例的换电,而为所有车型普及换电需要的结构,也将浪费成本和重量,降低电池能量密度。

另外,电池与车身的连接,不仅仅是固定用的螺栓。包括高压线束的接插口,低压通信线束的接插口,冷却水进出接插口等。如果这些连接件,既需要在确保在短时间内的可靠插拔,又要确保数年数十万公里的可靠,并不容易。

电动汽车也能换电池?到底靠不靠谱?

由于电池是整车动力来源,一旦接触不良极容易导致动力中断及短路,进而引发车辆自燃。组装电池零部件有寿命问题,频繁拆装会使其磨损及松动,尤其是车辆电池组底盘在涉水时漏电,则极易引发电池短路而导致自燃事件发生。

二、换电站的电池质量参差不齐

国庆前,车评人“38号”在评价换电模式时提出:由换电服务引发的关于不同性能电池的归属问题。

他提出了这样一个设想:如果换电服务广泛推广,那么拥有电池的新车用户,接受换电服务就很可能换到别人用了两三年的旧电池,而开了几年的老用户则有可能换到新车换下的新电池。由此看来,这一服务对新车主明显不公。

所以很有可能发生如下情况:新车车主死守自己的新电池不换,老车主迫切想更换到一块更新的电池,长此以往,随着未来更多新车交付周期的延续、新车主越来越多,这项服务也就渐渐失去了存在的意义,反而演变成一场争夺资源的新旧电池战。而出租车换电服务之所以可行,正是因为同公司一切出租车上的电池所有权归出租公司所有。

电动汽车也能换电池?到底靠不靠谱?

估值超22亿美金的独角兽创业公司Better Place走向破产,特斯拉也曾推出过换电服务,但是没多久就被抛弃了。目前的换电主要应用在公共交通领域,北京就有不少电动公交车和出租车是换电的。

所以,换电模式并没有想象中那么美好和便捷。在充电设施进一步普及,纯电动车续驶里程进一步延长的两大背景下,换电站的生命周期,很有可能还没有那个“万能充电器”长。

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