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“车、站、网”协同互动下的换电发展路径设想

盖世汽车 唐吉,杨烨 2022-08-03 10:32:43

重庆双碳会议上,奥动新能源汽车科技有限公司联合创始人、高级副总裁杨烨凭借奥动多年的换电实践,结合“换电四步走”发展战略,就“企业如何推动换电产业化;推动换电体系下的电池梯次利用;换电储能一体化又将怎样实现”等一系列问题发表了看法。

对于换电体系发展的未来,杨烨充满信心:“每一座换电站都是城市的一个分布式储能站。”

她强调,面向十四五,奥动的远景规划目标是2025年全国投建1万座换电站,覆盖1,000万辆新能源电动车的补能需求,为城市建设高效分布式储能网络。

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图片来源:奥动新能源 官网

20极速换电,卡扣式底盘换电技术如何实现

2022年上半年,乘用车整体销量达到1,017,2万辆,同比增长3.4%,其中6月份的乘用车销量为218.9万辆,同比增长42.3%。

中国新能源汽车保有量突破千万大关,销量上涨的背面,电动车庞大的补能需求亟待解决。目前,市面上主流的两种补能方式分别是充电和换电,前者又分为固定充电、移动充电、直流快充、交流慢充等不同类型。

充电,尤其是大功率快充,在安全性上存在大量痛点:电流密度过大,易生成锂枝晶,诱发短路,导致电芯局部过热,甚至达到燃点。

采用换电,仅从安全性上而言,第一换电过程中人车分离,有效保障车内人员安全;第二更换电池包会统一定期检查,降低故障发生率。

换电既有换电站、也有移动换电,技术上分为侧方换电、分箱换电、底盘式换电。

奥动新能源的主要技术模式就是底盘换电,换电过程可以在官网所发布的20s换电视频中有直观的了解。

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图片来源:奥动新能源 官网

底盘式换电,简单而言分为三个步骤:抬起车身、露出底盘电池包;解锁底盘电池包;更换新电池包、放下车身。在奥动新能源2020年11月发布的一项专利CN111923713A中,公开了车辆电池包的一套解锁方法和上锁方法。

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图片来源:Google Patents

以解锁方法为例,在解除电池更换装置对锁止联动部的保护装置之后,移动锁止联动部至解锁状态,电池更换装置会控制锁连杆带动锁舌旋转以解锁电池包,便于电池更换装置移动电池包。

其中保护装置包括伸缩销、控制机构、位置传感器,伸缩销负责对锁止联动部进行限制或解除限制,而控制机构用于控制伸缩销移动。

锁止联动部则包括锁舌和锁连杆,锁连杆用于在外力作用下带动锁舌旋转以解锁或锁止电池包。

杨烨介绍,卡扣式底盘换电技术已覆盖乘全系车型:乘用车、微面、轻卡、重卡、大巴等。近年来,高速休息站上电动车排队充电的新闻屡见不鲜,换电站,尤其快速换电技术的普及将大幅改善电动车用户的使用体验。

车、站、网”交互 三大路径协同高效减碳

推动换电向产业化、低碳化发展,奥动新能源的考虑涵盖车、站、网三项维度,分为四个阶段。

针对“车、站、网”三者关系,奥动所提出的概念是“V2S2G”:换电车辆、换电站、电网三方合一,能源高效交互,协力推动节能减碳。

首先看V2S(车与换电站交互):奥动统一电池包标准,为车辆提供极速共享换电服务,改善用户体验,推动道路电动化,并且通过电池全生命周期管理,有效延长电池寿命,减少因电池制造所产生的有毒废弃物排放。

V2S推动V2G与S2G(车、换电站和电网交互):通过高效开发充电实现车网协同,每一座奥动换电站,都是一座城市分布式储能站,有利于能源就地消纳;更可以全功率支撑电网,实现波谷充电、波峰放电,调节电力平衡,降低电网压力。

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图片来源:奥动新能源 杨烨

在“车、站、网”协同的关系基础上看奥动新能源发展四步走的战略。

从规模化布局走向社会协作体系:奥动四步走战略

第一阶段,规模化发展全国换电服务网络,加速电动化转型进程,除了自主建站之外,奥动全面开放合资合作、平台加盟、资源互补、产业链嫁接等多种业务合作模式,在生态模式下业务高速扩张。同中国石化签订战略合作协议、与英国石油bp打造合资公司,依托丰富的换电经验,持续加强与头部企业联动,以合作促规模化发展。

企业走向规模化才有竞争力。据杨烨介绍,奥动新能源与16家主流车企合作开发超过30款换电车型,在40座城市建立了换电服务网络,累计换电次数超2853万次,实现节能减排25.3万吨,单车换电最高里程已经超过130万公里。

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图片来源:奥动新能源 官网

第二阶段,以换电模式延长动力电池寿命,提升电池全生命周期价值。奥动通过对动力电池进行低倍率集中充电,延长电池寿命,提升电池全生命周期价值,延后电动汽车行业对电池的新增需求,从而达到电池制造过程中的减碳目标。

在电池全生命周期的管理上,奥动已经形成了从电池包研发、生产车企合作、换电运营、梯次利用以及回收再生的全闭环商业模式。

杨烨介绍:一块电池既可以服务于私家车,也可以服务于运营车,后续还可以梯次利用到两轮车、三轮车、叉车,最后还可以实现残值回收,也就是通过换电真正让每一块电池共享出最大价值。

第三阶段,综合利用电池资源,拓展储能应用场景,以高效利用电池资源,提供安全、低成本的储能服务,降低发电行业的碳排放。

在动力电池完成车端补能后,奥动将继续通过换电模式,梯次利用电池包提供储能服务。

此思路下,奥动全系换电站均可兼容双向充电机,从而实现电能双向流动,换储一体。提高资源利用效率的同时,实现更低能的储能成本。

同时,基于换电特有的可移动触发产品结构和多点实施温控测温的技术,还最大程度保证储能站点的安全性。

第四阶段,打造基于换电的新型社会协作体系,推动新型电力系统的实现,通过“车-站-网”互动给电网提供深度减碳必须的灵活性电力资源,大幅降低发电行业的碳排放。

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图片来源:盖世汽车

作为行业顶尖的第三方换电服务企业,奥动新能源将紧跟双碳趋势制定换电技术路径和行动规划。

杨烨用几个四字词语概括了奥动接下来的发展重点:百城千站(规模化布局);乘商并举(保持乘用车成果,发力商用车领域);齐头下探(B端C端市场双抓);换储一体(实现城市分布式储能)。

从换电向换储一体化发展,是绿能时代下的思维革新,杨烨表示:“我们的愿景是换出一片蓝天。” 

(以上内容根据奥动新能源汽车科技有限公司联合创始人、高级副总裁杨烨于2022年7月23日由盖世汽车承办的中国(重庆)国际绿色低碳及循环发展高峰论坛暨碳中和驱动下汽车产业转型升级发表的《共享极速换电新模式 助推双碳绿能新进程》主题演讲进行理解和整理。)

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