表1.電動(dòng)汽車(chē)電費(fèi)比較
從使用場(chǎng)景和不同角度談電動(dòng)汽車(chē)快充技術(shù)
發(fā)布時(shí)間:2016-10-28 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】為凝聚新能源汽車(chē)行業(yè)的研究力量,發(fā)揮協(xié)作效應(yīng),第一電動(dòng)網(wǎng)建立特約研究員機(jī)制,邀請(qǐng)行業(yè)知名專(zhuān)家、大牛作者作為特約研究員,集中多方智慧,深入探索新能源汽車(chē)政策、資本、技術(shù)、市場(chǎng)等領(lǐng)域,并定期推出【研究周報(bào)】,解析行業(yè)熱點(diǎn)問(wèn)題。
【特約研究員 朱玉龍】前陣子,第一電動(dòng)網(wǎng)舉辦了一期關(guān)于電動(dòng)汽車(chē)快充的公開(kāi)課,題目是“充電五分鐘,行駛兩小時(shí)的時(shí)代即將到來(lái)?”,邀請(qǐng)了各方專(zhuān)家做了細(xì)致的點(diǎn)評(píng),筆者梳理整個(gè)快速充電的全貌發(fā)現(xiàn),由于電動(dòng)汽車(chē)的使用場(chǎng)景不同,從不同的角度出發(fā),討論同一個(gè)話題,也很難達(dá)成一致。
在大家談的內(nèi)容里面,可以分成以下三類(lèi):
第一類(lèi):公共運(yùn)營(yíng)車(chē)輛(公交車(chē))
公共運(yùn)營(yíng)公司、公共車(chē)輛和直流充電設(shè)施。在這個(gè)領(lǐng)域里面,主導(dǎo)車(chē)輛特性的是公共運(yùn)營(yíng)公司,它根據(jù)公交車(chē)固定的運(yùn)行線路和覆蓋面,來(lái)決定它需要產(chǎn)品的續(xù)航里程和充電速度。
在這個(gè)領(lǐng)域里面,其實(shí)各個(gè)地方根據(jù)運(yùn)營(yíng)線路的實(shí)際情況,對(duì)車(chē)輛的諸多特性和采購(gòu)都有很直接的決定權(quán)。所以我們看到部件級(jí)的基本特性是相同的,但是車(chē)輛和設(shè)施呈現(xiàn)高度離散化的傾向,不像私人用戶是根據(jù)電量來(lái)快充,公交行業(yè)不存在固定客戶,有很強(qiáng)的不確定性。因此很難把這類(lèi)車(chē)輛歸類(lèi)成大規(guī)模批量采購(gòu)的類(lèi)型,倒是很像定制化的生產(chǎn),這也使得大巴市場(chǎng)的各種細(xì)分規(guī)格特別多。地方公交公司會(huì)根據(jù)線路的特性來(lái)覆蓋日常公交線路的需求,規(guī)定每個(gè)車(chē)的充電時(shí)間。至于充電時(shí)間的損失,會(huì)折算到公交公司需要購(gòu)買(mǎi)的額外車(chē)輛所帶來(lái)的成本里,這也是電動(dòng)大巴需要快速充電的原因。
備注:按照嘉賓的說(shuō)法,電動(dòng)大巴目前的解決方案是用雙槍接近400~450安(大巴700伏,整個(gè)功率估算有300KW以上)去充電,所以電動(dòng)大巴電池的單體容量、母線線纜以及連接器等設(shè)計(jì)都需要一個(gè)很高的要求。
圖1 公共運(yùn)營(yíng)的車(chē)輛
第二類(lèi):專(zhuān)有運(yùn)營(yíng)及重度運(yùn)營(yíng)車(chē)輛(物流和出租車(chē))
運(yùn)營(yíng)企業(yè)(包含企業(yè)和運(yùn)營(yíng)網(wǎng)約車(chē)的個(gè)人)、生產(chǎn)工具(車(chē)輛)和快速充電設(shè)施。出租車(chē)公司購(gòu)買(mǎi)了電動(dòng)汽車(chē),購(gòu)買(mǎi)了充電設(shè)施,然后通過(guò)電動(dòng)出租車(chē)司機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)。決定充電速度的是在于司機(jī)對(duì)于車(chē)輛補(bǔ)充電所耗費(fèi)的時(shí)間與運(yùn)營(yíng)時(shí)間的比例。從嚴(yán)格意義上說(shuō),此類(lèi)車(chē)輛由于司機(jī)的充電價(jià)格有補(bǔ)貼,司機(jī)完全是希望用最快的速度補(bǔ)電,然后去運(yùn)營(yíng),所有損失的運(yùn)營(yíng)時(shí)間(充電),其實(shí)就是司機(jī)損失的潛在收入。
圖2 出租車(chē)的快充要求
由于以上兩類(lèi)是把電動(dòng)汽車(chē)作為生產(chǎn)資料,對(duì)充電的速度有嚴(yán)格的需求,所以上不封頂。為了追求速度,不管是車(chē)輛成本(有限度的增加)、日產(chǎn)維護(hù)要求(替換電池模塊組)還是集中站的功率需求,都不再是問(wèn)題。這里的主要瓶頸還是集中在電池單體有使用壽命的折中上(快充多對(duì)容量有損失,需要平衡速度與損失)。
同時(shí)這兩類(lèi)的充電設(shè)施可以說(shuō)是提前安排,專(zhuān)車(chē)專(zhuān)用的,在整個(gè)循環(huán)里面不用過(guò)多考慮可用性的問(wèn)題,是一一匹配的。所以從某種情況來(lái)說(shuō),這是計(jì)劃好的使用場(chǎng)景。
第三類(lèi):私家使用的電動(dòng)汽車(chē)
車(chē)主、電動(dòng)汽車(chē)和直流充電設(shè)施。這一類(lèi)是我們要重點(diǎn)介紹的,因?yàn)檎撬郊臆?chē)輛的存在才能讓電動(dòng)汽車(chē)站穩(wěn)腳跟并且有長(zhǎng)期持續(xù)的需求,才能支撐這一類(lèi)繼續(xù)發(fā)展。我們來(lái)看這類(lèi)車(chē)輛有哪些特點(diǎn):
1.電池和續(xù)航里程的不同,會(huì)讓私家電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主形成兩種不同充電和使用的模式?;诮y(tǒng)計(jì),大部分的車(chē)主每日的行駛里程在50公里以內(nèi),使用慢充的情況如下:
長(zhǎng)里程的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主可以選擇每周2~3次充電,對(duì)行駛里程有信心,能應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的突發(fā)狀況。
低里程的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主,由于汽車(chē)本身的里程有限,在里程后期很多車(chē)輛出現(xiàn)快速跳水之后,往往會(huì)選擇每日充電。
圖3 不同里程的充電使用習(xí)慣
2.快充對(duì)私家車(chē)主來(lái)說(shuō),一般是以應(yīng)急充電為主
一方面是現(xiàn)有充電速度有限,使得車(chē)主不會(huì)離開(kāi)自己的有效控制范圍,另一方面是由于直流充電站的固有投資相對(duì)較高,核算的充電服務(wù)費(fèi)較高,電費(fèi)+充電服務(wù)費(fèi),百公里耗電一算,直觀的使用費(fèi)用和油費(fèi)可以相提并論了。
表1.電動(dòng)汽車(chē)電費(fèi)比較
3.私人車(chē)輛使用周期長(zhǎng)。我們按照保修8年的情況來(lái)看,一輛純電動(dòng)私家電動(dòng)汽車(chē),可能發(fā)生的充電情況變化:
一輛車(chē)的充電情況可能很復(fù)雜,可能一開(kāi)始車(chē)主附近沒(méi)有直流快充網(wǎng)絡(luò),完全不用直流充電,也可能隨著快充網(wǎng)絡(luò)的更新,車(chē)主形成自己的習(xí)慣而頻繁使用車(chē)與車(chē)之間的差異性非常大,不同車(chē)的充點(diǎn)情況也非常大。
4.整個(gè)系統(tǒng)(充電系統(tǒng)和電池系統(tǒng))成本要求高。
更快的充電速度,對(duì)電池系統(tǒng)和充電系統(tǒng)有著更高的要求,充電速度(功率)對(duì)電池等相關(guān)部件要求也較高。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),直流快充系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)的外部配電盒有電氣和安全性的要求,較高的直流快充系統(tǒng),對(duì)電池系統(tǒng)的熱管理能力也有新的要求標(biāo)準(zhǔn)。
單體壽命上的考慮:這在公開(kāi)課和劉冠偉老師的幾篇文章里寫(xiě)的比較清楚。在選擇電池的過(guò)程中,考慮使用直流快充的頻度是有限的,可以選一組實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證電池對(duì)快充的適應(yīng)性。
圖4 直流快充系統(tǒng)的概覽
小結(jié):
由于電動(dòng)汽車(chē)的使用場(chǎng)景不同,從不同的角度出發(fā),討論同一個(gè)話題,也很難達(dá)成一致。
從目前商業(yè)的角度上來(lái)看電池,只有非常重度的使用才能達(dá)到預(yù)期的平衡點(diǎn),所以快充在這個(gè)條件上是硬需求,特點(diǎn)是要求速度快、頻次多,呈現(xiàn)快充多慢充少的情況。從推廣范圍到使用層面上來(lái)看,快充又變成偶發(fā)性需求,快充速度要求快、頻次低的情況。
從充電網(wǎng)絡(luò)的角度來(lái)看,快充的充電網(wǎng)絡(luò),圍繞專(zhuān)用固定的使用頻率,以運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)期收入抵充投資已經(jīng)成為行業(yè)慣例。但是考慮到面向普通消費(fèi)者的商業(yè)化的快充網(wǎng)絡(luò),快充更多還是賠錢(qián)的買(mǎi)賣(mài),長(zhǎng)期收益面臨頻次低的問(wèn)題,車(chē)主往往是非計(jì)劃性和迫不得已來(lái)充電的,運(yùn)營(yíng)上需要更多的破局。
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