汽车|电动汽车换电模式的发展现状及趋势综述( 四 )
集约型换电站是在原有换电站的基础上 ， 基于集约型、模块化、高效率为核心的技术研发思路提出的集成式换电设备 ， 为了最大限度地利用土地 ， 换电站地主体采用高箱集装箱 ， 并对内部进行一体化充换电系统设计、电气模块化设计 ， 对功能子系统集成优化 ， 采用信息监控和多工位集约化 ， 实现电池充换电自动甄选和存取 ， 提高自动化水平 ， 一般可以提供超过20个充电工位 。 由于储存的动力电池较多 ， 为保障使用过程中的安全 ， 集装箱体增加了雨棚、卷闸门、安全护栏等防护设备 ， 以保障使用过程中的安全稳定 ， 如图2所示 。
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图2 集装箱主体效果[9]
电池取放系统是整个集约型换电站的核心系统 ， 如图3所示 ， 负责快换电的操作 ， 主要由底座、电池缓存架和电池取放行走机构3部分组成 ， 为全自动智能系统 ， 基本流程是由电池缓存架的电动推拉机构将集装箱内的待换动力电池推出电池架 ， 放置于电池缓存架等待更换 ， 电池自动取放装置通过伺服定位模块与标签定位模块组成的定位系统完成对电池的精确定位 。 电池取放装置通过吸盘完成对电池的抓取与推放动作 ， 单节电池取（放）时间为20 s ， 负重达到200 kg以上 ， 能够同时取放2组电池 ， 与现有技术相比 ， 大幅提高了换电工作效率和安全性 [9] 。
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图3 电池取放系统[9]
集约型换电站由于设备集成度和自动化水平高 ， 相比常规的充、换电仓减少50%以上的占地面积 ， 大幅度降低建设和运营成本 ， 提高换电服务的质量 ， 目前国家电网已经开始在部分地区试验集约型换电站 ， 预计在不久的将来会正式投入使用 。
3.2 “车电分离”商业模式
传统新能源汽车因为动力电池固定在底盘不可快换 ， 对外是按整车销售 ， 由于目前动力电池成本较高 ， 技术还不成熟 ， 导致新能源汽车续航里程有限且价格较高 ， 产品吸引力有限 ， 与燃油车竞争时处于劣势 ， 换电技术可以让车辆和动力电池分离 ， 为厂商提供可以单独销售动力电池的可能性 ， 相关企业根据这一独有特性 ， 探索出“车电分离”的新模式 ， 即动力电池与车辆分离 ， 单独进行销售和租赁 ， 而租用电池可以将一次性购买成本分摊到每月 ， 极大地缓解消费者的资金压力 。 2010年国家电网率先提出“车电分离”商业模式 ， 并在众泰和海马换电出租车上试点 ， 蔚来汽车在2017年底发布的首款车型ES8推出电池租用方案 ， 车主可以一次性支付电池费用或者按月支付租赁费用来使用动力电池 ， 是全球首个推出的针对私人乘用车市场的“车电分离”商业模式 ， 引起业界关注 。 此后的2018年7月北汽新能源跟进正式推出针对私人车主的“车电分离”方案 ， 允许车主租用动力电池 ， 目前已经有上万消费者享受到了“车电分离”模式带来的便利和实惠 ， 今后“车电分离”商业模式会进一步推广到更多的换电车型上 ， 让更多车主从中受益 [10] 。
2020年2月29日中国工程院院士陈立泉在《中国经济大讲堂》的演讲中提出 ， 新能源汽车产业应发展车电分离的商业模式 ， 可以破解用户的里程焦虑问题 ， 避免电池快充带来的问题 ， 可以防止由于新能源汽车补贴退坡带来的新能源汽车产业下滑的问题 。 陈立泉院士指出换电商业模式的大规模实施需要政府出台统一的换电商业模式相关的政策 ， 包括企业生产的电动车与换电相关的车辆标准化和电池的标准化 [11] 。
3.3 制定统一标准
新能源汽车的充电技术与产业本身几乎是同步发展 ， 经过近20年的不断完善和进步 ， 目前充电技术的接口标准已经统一 ， 纯电动汽车已经可以在其他品牌的充电桩进行充电 ， 统一标准使充电变得更加便利高效 ， 显著提升产品的吸引力和竞争力 ， 加速新能源汽车的普及推广 ， 促进产业整体的发展 ， 统一标准对其重要性不言而喻 。 换电技术由于起步较晚 ， 同时涉及专利与商业机密 ， 目前还处于各大厂商自主研发、各自为政的发展阶段 ， 而各车企内部的发展阶段和路径也不尽相同 ， 其中 ， 蔚来汽车的发展阶段走在了行业前沿 ， 其在换电模式的初始阶段就制定了统一标准 ， 旗下所有车型均使用相同规格的动力电池 ， 同一种电池可以给不同的车型更换 ， 高效便捷 。 2018年底蔚来又推出了业界首创的电池升级服务 ， 用户可以付费更换更高容量的动力电池 ， 费用远低于购买整车 ， 使用现有车辆就可以提升续航里程 ， 极大地节省了费用 ， 在新能源汽车发展历史上有重要的意义 [12-13] 。
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