“車電別離，電池自選，自主換電，能量運(yùn)營(yíng)” 的動(dòng)力互聯(lián)網(wǎng)電動(dòng)轎車辦法是打通電動(dòng)轎車、電池、散布式儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈的僅有手法。依據(jù)動(dòng)力互聯(lián)網(wǎng)和能量信息化技能的用戶自主換電的電動(dòng)轎車才是電動(dòng)轎車的未來(lái)。
對(duì)充電樁開展的窘境的考慮
作為方針“寵兒”的電動(dòng)轎車，在政府曩昔數(shù)年的大力扶持下，我國(guó)電動(dòng)轎車商場(chǎng)的實(shí)在狀況并不盡人意。依照《節(jié)能與新動(dòng)力轎車產(chǎn)業(yè)開展規(guī)劃(2012-2020年)》，我國(guó)新動(dòng)力轎車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量在2015年應(yīng)該到達(dá)50萬(wàn)輛。工信部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯現(xiàn)，截止2015年10月，我國(guó)新動(dòng)力轎車?yán)塾?jì)出產(chǎn)20.69萬(wàn)輛，缺少預(yù)期的50%?！俺潆姌秴T乏”一向被以為是影響電動(dòng)轎車開展的最大掣肘。筆者以為，“充電樁關(guān)于促進(jìn)電動(dòng)轎車開展有決定性效果“是一個(gè)偽出題，既無(wú)科學(xué)依據(jù)，也沒(méi)有商業(yè)辦法，更不契合我國(guó)的國(guó)情，無(wú)法支撐電動(dòng)轎車的大規(guī)模運(yùn)用，是電動(dòng)轎車遍及開展的最大妨礙。
我們能夠簡(jiǎn)單的算一筆賬：為了滿意2020年500萬(wàn)輛新動(dòng)力電動(dòng)轎車充電需求，若按每輛車均勻配1.5個(gè)充電樁的車樁比下限計(jì)算(上限是3個(gè))，500萬(wàn)輛車至少需求配套建造750萬(wàn)座充電樁，以充電樁均價(jià)2萬(wàn)元/個(gè)(其實(shí)樁的制造、運(yùn)送、裝置、運(yùn)維的本錢和電網(wǎng)擴(kuò)容的費(fèi)用加起來(lái)要遠(yuǎn)大于這個(gè)數(shù)字)計(jì)算，將需求1500億元的充電樁出資(這兒還不包含更貴重的會(huì)集充電站的建造出資)。但是在方針的影響下本錢現(xiàn)已開端洶涌地進(jìn)入充電樁范疇，現(xiàn)在充電樁范疇墮入到非理性狂歡中，許多人忘記了從產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈的視點(diǎn)考慮，本錢投入必需求發(fā)作新的價(jià)值，產(chǎn)品有必要發(fā)作完美的用戶體會(huì)。出資應(yīng)看價(jià)值導(dǎo)向，不從用戶的需求動(dòng)身，非人性化的產(chǎn)品或效勞都將被用戶扔掉，千億的本錢投入或?qū)⒁坏┗癁闉跤小?
從現(xiàn)有狀況看，充電樁職業(yè)還沒(méi)有明晰的商業(yè)盈余辦法。這兒羅列一些首要問(wèn)題供我們考慮，如：
750萬(wàn)個(gè)充電樁誰(shuí)來(lái)出資建;建好的樁怎么運(yùn)維，誰(shuí)來(lái)運(yùn)維;750萬(wàn)的個(gè)樁關(guān)于散布在全國(guó)的范圍內(nèi)的500萬(wàn)輛車是否能夠滿意用戶需求和體會(huì);
現(xiàn)在大部分樁都建在收費(fèi)泊車位(尤其是公共樁)，充電樁和泊車位分屬不同產(chǎn)權(quán)所有人，形成泊車費(fèi)用遠(yuǎn)大于充電費(fèi)用，尤其是溝通慢充，這將形成充電費(fèi)比實(shí)踐的費(fèi)用高出許多;
我國(guó)人均泊車位數(shù)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(yè)之間的對(duì)立，物業(yè)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(wèn)題;
傳統(tǒng)轎車搶占電動(dòng)轎車充電車位的現(xiàn)象十分遍及，加重了車樁數(shù)量不匹配的問(wèn)題;
電動(dòng)轎車產(chǎn)業(yè)鏈沒(méi)有貫穿，人-車-電池-樁-網(wǎng)這五個(gè)環(huán)節(jié)條塊切割各自為戰(zhàn)，如快充用起來(lái)相對(duì)便利，但對(duì)電網(wǎng)有沖擊，對(duì)電池壽數(shù)也有損傷，而溝通慢充又和用戶習(xí)慣方枘圓鑿，導(dǎo)致車主在運(yùn)用電動(dòng)轎車上糟蹋很多的時(shí)刻;
因而，真實(shí)處理我國(guó)電動(dòng)轎車的開展問(wèn)題，仍是要回歸商場(chǎng)價(jià)值和用戶需求，需求考慮車主真實(shí)需求的是什么的電動(dòng)轎車特點(diǎn)。電動(dòng)轎車的實(shí)質(zhì)是為了便利人們的出行，人性化和智能化是整個(gè)轎車職業(yè)的出路和方針，看看無(wú)人駕駛、車聯(lián)網(wǎng)等新興轎車技能就不難發(fā)現(xiàn)這一趨勢(shì)。而現(xiàn)有的插電辦法電動(dòng)轎車和與之配套的充電辦法與轎車職業(yè)的開展趨勢(shì)是相悖而行的，這種辦法在很大程度上阻止了電動(dòng)轎車的遍及和開展。
自主換電辦法應(yīng)成為電動(dòng)轎車能量彌補(bǔ)的首要辦法
遍及和開展電動(dòng)轎車需求我們從電動(dòng)轎車用戶的視點(diǎn)從頭審視現(xiàn)在電動(dòng)轎車和充電設(shè)施開展的辦法、思路和辦法。用戶購(gòu)買電動(dòng)轎車的最基本的需求是一個(gè)出行代步的東西，而電動(dòng)轎車、電池和充電樁等等都是效勞于這一基本需求的。依據(jù)CCSE的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，高達(dá)92%的電動(dòng)轎車用戶每天行進(jìn)路程不超越70公里，關(guān)于輕型乘用車也就是說(shuō)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(jìn)一步分析：電動(dòng)轎車是耗費(fèi)電池里存儲(chǔ)的電能來(lái)驅(qū)動(dòng)行進(jìn)的交通東西，因而電動(dòng)轎車的運(yùn)用是需求不斷彌補(bǔ)電池里耗費(fèi)的電能。但是，因?yàn)殡姵氐哪芰棵芏缺热加偷?個(gè)數(shù)量級(jí)，而用戶期望得到和燃油車對(duì)等的用戶體會(huì)，這兩者的對(duì)立是不行諧和的，這是客觀物理規(guī)則，因而電動(dòng)轎車遍及運(yùn)用的瓶頸必定會(huì)呈現(xiàn)“路程焦慮：mileage anxiety”這一現(xiàn)象——即用戶總是憂慮沒(méi)有辦法隨時(shí)隨地彌補(bǔ)耗費(fèi)的電量而情不自禁的墮入驚懼。這種物理上的不匹配在運(yùn)用層面被插電電動(dòng)車和充電樁辦法進(jìn)一步擴(kuò)大，形成了更大的用戶運(yùn)用煩惱和焦慮。
回溯根源，充電樁給電動(dòng)轎車加電的辦法是作為類比傳統(tǒng)加油站給燃油車加油的辦法被提出來(lái)的，但是提出這個(gè)類比的一起恰恰疏忽了電池和燃油能量密度相差1個(gè)數(shù)量級(jí)這一客觀現(xiàn)實(shí)，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(dòng)轎車的辦法和思路從動(dòng)身點(diǎn)就是過(guò)錯(cuò)的。換句話說(shuō)，如果我們期望為電動(dòng)車主供給同等與燃油車和加油站辦法的用戶體會(huì)，技能上必需求做的就是：
盡力增大插電式電動(dòng)轎車內(nèi)的電池組容量;盡力建造比加油站多一個(gè)數(shù)量級(jí)的超大規(guī)模充電基礎(chǔ)設(shè)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(xiàn)在電動(dòng)轎車整車廠處理“路程焦慮”問(wèn)題的辦法是進(jìn)步整車的電池組容量來(lái)到達(dá)延伸單次充電的巡航路程(整車廠想當(dāng)然的巡航路程)。但是，在電池的比能量相同的狀況下，續(xù)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(huì)越高，車主的充電等待時(shí)刻就會(huì)越長(zhǎng)，這些要素反過(guò)來(lái)又進(jìn)一步加深了充電設(shè)施缺少的問(wèn)題。因而，徹底依托插電式電動(dòng)車和充電樁辦法直接給電動(dòng)轎車充電是處理不了電動(dòng)轎車車主所期望的隨時(shí)隨地進(jìn)行能量彌補(bǔ)的中心需求。
筆者以為處理這一問(wèn)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(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)的會(huì)集換電站辦法，是真實(shí)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(jù)動(dòng)力互聯(lián)網(wǎng)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(jìn)行別離，進(jìn)而傳統(tǒng)大容量電池組被切割成很多的小容量“電池能量塊”，經(jīng)過(guò)能量信息化等技能手法進(jìn)行主動(dòng)檢測(cè)，主動(dòng)裝備，主動(dòng)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(yùn)營(yíng)
在自主換電辦法下，用戶能夠依據(jù)自己的出行需求來(lái)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(zhì)量的“電池能量塊”給自己的電動(dòng)轎車進(jìn)行按需能量裝備。例如，用戶通常知道自己當(dāng)時(shí)出行的目的地和路程，因而能夠給當(dāng)次出行裝備相關(guān)的電池容量。在出行過(guò)程中，如果發(fā)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(chǎng)所隨時(shí)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)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(shí)的C端能量同享和運(yùn)營(yíng)。依據(jù)電池碎片化和能量信息化及互聯(lián)網(wǎng)化管控技能的電池能量塊能夠完成真實(shí)意義上的具有”互聯(lián)網(wǎng)+電池“特點(diǎn)的移動(dòng)電源。只要移動(dòng)電源變?yōu)閷?shí)際，用戶側(cè)C端動(dòng)力的自在流轉(zhuǎn)和買賣才將變成可能，人-車-電池-樁-網(wǎng)才干消除條塊切割，進(jìn)行統(tǒng)籌優(yōu)化，支撐和促進(jìn)動(dòng)力革命，完成”互聯(lián)網(wǎng)+才智動(dòng)力“的愿景。到時(shí)作為移動(dòng)用電負(fù)載的電動(dòng)轎車才干夠自在行進(jìn)，再無(wú)一點(diǎn)點(diǎn)糾纏。
產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈的僅有辦法
電池組是電動(dòng)轎車的動(dòng)力中心，其功能和本錢對(duì)電動(dòng)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(zhì)差異性和傳統(tǒng)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(hù)性。受限于能量密度、循環(huán)壽數(shù)、資料本錢及安全性的彼此掣肘，電動(dòng)轎車的電池實(shí)踐上在3-5年間就需求替換，而退役動(dòng)力電池的巨大價(jià)值無(wú)法充分使用。在電動(dòng)轎車范疇，我們有必要正視電池組只能運(yùn)用其20%乃至更低份額可用容量的現(xiàn)實(shí)，這也是電動(dòng)轎車本錢居高不下的原因——
現(xiàn)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(dòng)轎車運(yùn)用時(shí)刻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于擱置時(shí)刻、缺少動(dòng)力電池梯級(jí)使用的有效手法等要素，形成了現(xiàn)在電池資源的巨大糟蹋。
其實(shí)單從技能層面看，經(jīng)過(guò)幾十年的盡力，現(xiàn)在的鋰離子電池單體做的現(xiàn)已十分好了，充放電循環(huán)壽數(shù)能夠到達(dá)5000-10000次，物理壽數(shù)到達(dá)10-20年，單體電芯的本錢下降十分快(現(xiàn)在已低于1塊錢/瓦時(shí))。現(xiàn)在我們真實(shí)缺少的是電池運(yùn)用的體系級(jí)技能，真實(shí)把電池單體變成一種可流轉(zhuǎn)資源的技能，其深層次的驅(qū)動(dòng)力是因?yàn)殡姵噩F(xiàn)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(chǎn)。
從運(yùn)用的視點(diǎn)看，每一個(gè)電動(dòng)轎車用戶都關(guān)懷自己車上的電池組功能和狀況。但是用戶真實(shí)關(guān)懷的是什么?用戶其實(shí)并不關(guān)懷電池內(nèi)部作業(yè)機(jī)理和電化學(xué)特性，而是電池組充放電功率、經(jīng)濟(jì)性、安全行和可靠性等用戶體會(huì)參數(shù)。關(guān)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(yùn)用辦法和展望新動(dòng)力職業(yè)的開展未來(lái)。自主換電辦法能夠支撐作為能量容器的電池能量塊來(lái)承載動(dòng)力無(wú)處不在的夸姣愿景，能夠支撐電池在更細(xì)的時(shí)空顆粒度下進(jìn)行復(fù)用和重組。在自主換電辦法中，電池的特點(diǎn)將不再由廠家賦予，而是由用戶賦予，經(jīng)過(guò)用戶需求的正交性進(jìn)行高密度的復(fù)用和梯級(jí)使用，然后真實(shí)完成了電池全生命周期的價(jià)值最大化和電池職業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈貫穿。
車電別離，電池自選，自主換電，能量運(yùn)營(yíng)。
在電池能量信息化和互聯(lián)網(wǎng)化管控技能的支撐下，電池演變?yōu)橐环N新式的可計(jì)算資源得以在電池運(yùn)用商場(chǎng)中完成真實(shí)流轉(zhuǎn)，而電動(dòng)轎車能夠到處獲取以電池能量塊形狀存在的移動(dòng)電源，進(jìn)而能夠經(jīng)過(guò)電池能量云渠道來(lái)進(jìn)行辦理和操控及運(yùn)營(yíng)，經(jīng)過(guò)能量大數(shù)據(jù)渠道，辦理數(shù)量巨大的、在商場(chǎng)流轉(zhuǎn)的電池能量塊，然后使電池能量運(yùn)營(yíng)以虛擬電廠的形狀在C端完成與電網(wǎng)對(duì)等的商場(chǎng)位置。
在動(dòng)力互聯(lián)網(wǎng)電動(dòng)轎車的辦法中，電動(dòng)轎車將演變?yōu)橐环N互聯(lián)網(wǎng)硬件，然后變成動(dòng)力互聯(lián)網(wǎng)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(gòu)才是真實(shí)意義上的久遠(yuǎn)商業(yè)辦法。電動(dòng)轎車是能夠免費(fèi)供給給用戶，而電動(dòng)轎車運(yùn)營(yíng)商能夠依托能量運(yùn)營(yíng)(如電力直供和散布式動(dòng)力消納等)和供給的定制化能量效勞來(lái)盈余。
附：電池能量信息化技能簡(jiǎn)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(jīng)過(guò)對(duì)電池能量的離散化和數(shù)字化處理，去除了電池運(yùn)用過(guò)程中的非線性和不確定性，經(jīng)過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的散布式架構(gòu)和先進(jìn)電力電子半導(dǎo)體將傳統(tǒng)電池組變成自適應(yīng)動(dòng)態(tài)可重構(gòu)電池網(wǎng)絡(luò)，支撐了軟件界說(shuō)電池的運(yùn)用。
慈松教授團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在現(xiàn)已完成了全球首套依據(jù)能量信息化和能量互聯(lián)技能的散布式電池能量辦理體系，該體系中電池網(wǎng)絡(luò)管控節(jié)點(diǎn)可到達(dá)互聯(lián)網(wǎng)級(jí)的1792個(gè)，跟互聯(lián)網(wǎng)一樣，理論上該技能體系的可擴(kuò)展才能無(wú)窮大。這套體系經(jīng)過(guò)智能芯片管控每一節(jié)單體電池，完成毫秒級(jí)的電池網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲貥?gòu)和納秒級(jí)的單體電池通斷，讓電池組內(nèi)部、碎片化的鋰電池塊之間隨時(shí)依據(jù)環(huán)境改變來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整本身的作業(yè)狀況，使其始終保持最優(yōu)化的供能辦法，實(shí)時(shí)管控并告警，讓能量流與信息流到達(dá)真實(shí)的交融?，F(xiàn)在現(xiàn)已完成了運(yùn)用這套散布式電池能量管控技能體系的兩款電動(dòng)車的改裝測(cè)試，經(jīng)過(guò)電池能量管控體系，我們能夠經(jīng)過(guò)電池云渠道監(jiān)控到每一節(jié)電池，經(jīng)過(guò)電池能量塊能夠進(jìn)行自主換電式能量補(bǔ)給，按需裝備電池，支撐能量同享和運(yùn)營(yíng)。
