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新能源汽车换电技术标准趋势解析​

发布时间:2023-05-08 21:19:39 来源:齐鲁经济网

目前已经得到商业化推广的换电站基本结构组件包括:配电变压器、直流交流转 换器、电池充电器、车辆电池、机械臂、充电架、维护系统和控制系统。配电变 电站由控制室进行监控,控制室负责监控换电站整体功能;充电架配备慢速或快 速充电功能,换电轨道为安全检查和电池装卸提供空间;换电机器人与汽车底盘 电池仓对接,并从电池架上取出或存入电池;系统维护区可以在有需要时完成检 修工作。

电池更换技术不断延伸。按照电池拆卸方式可将换电方式分为底盘换电、分箱换 电和侧方换电。近年来国内换电技术发展迅速,形成了针对不同类型车辆、不同 运营场景的不同换电技术路线:乘用车的换电安全性和一致性提高,整包自动底 盘换电成为主流;商用车多采用多箱侧向换电。换电技术经历“从手动到自动、 从分箱到整箱”的发展阶段,实现了更高的自动化程度和更短的换电时间,能够 服务更多电池型号。

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国家牵头扩充换电标准清单,行业协力发展共享换电站。换电技术的推广应用 高度依赖于标准化。现阶段的换电标准制修订落后于换电产业的发展,目前换电 国家或行业标准集中在换电电池箱、电池系统接口以及换电设施等方面,标准内 容主要是涉及基本架构、功能要求等,而具体技术要求与互换性指标缺乏明确规 定。一方面,中国电力企业联合会标准化管理中心正牵头制定一系列电动汽车电 池更换标准,在电池更换标准体系方面已有规划 30 项,其中 25 项已发布。另一 方面,行业正在尝试从车端标准化着手,优先共用换电平台和结构,再逐步转变 为换电站的标准化,以期可以让同一个换电站为不同规格、不同品牌车辆进行共 享换电。

换电势力合纵连横,统一标准任重道远

换电站市场空间迎来增长,换电运营商势力合纵连横。换电站建设和运营商负责 换电站的搭建和运营,面向市场提供换电服务。随着市场对换电模式的认可及换 电车型增多,换电站运营的市场空间将会快速提高。然而基于单一车企的换电模 式因换电站运营效率低而难以为继,各大厂商电池标准尚未完全统一,处于各自 为政的状态。换电行业的标准化和换电技术的智能化势在必行,除了依赖于 2021 年发布的共享换电站建设团体标准外,换电生态圈的发展同样需要企业间 资源的整合,集中解决换电站升级、电池资产化与标准化的问题。为此,奥动、 伯坦、协鑫能科等换电站运营商加快换电站建设,积极与主机厂合作;中石化、 壳牌等石油巨头也纷纷与蔚来进行战略合作,开展换电站建设、运营工作;宁德 时代成立面向所有车企的换电品牌,与保险公司、新能源车企和新能源补能运维 服务商开展深入合作,欲以能源物联网的形式打造“光-储-充-检”的商业系统 网络。

统一换电标准任重道远。尽管我们看到诸如以上企业层面的合作,但对于已经进 入爆发期的新能源汽车产业而言,仍然缺乏能够高效管理关键资源的关键换电标 准,由此产生的资源浪费对各运营商来讲不容忽视。标准化的电池不仅可以盘活 电池资产的流通,让整车厂和电池厂提升采购或生产规模实现规模效应降低成本, 而且还可以缩短新车型的开发周期,降低新能源车行业进入门槛,同时消除电池 梯次利用和材料回收过程中的规格差异,可谓使得全产业链更加受益。事实上,换电标准的建立也意味着对全行业规格标准的掌控权,产业链自上而下将会参照 此标准设计产品。正因为如此,各厂商不断向标准的制定发起冲击,但也面临来 自其他厂商的阻力。标准是在竞争中优化、确立并巩固的,经过充分论证方能引 领行业进步和相应的企业盈利提升。我们预期伴随产业链中各公司对优势方案的 认可或折衷,目前各自为政的状态将在一到两年内得到改善。

建设计划相继出台,换电站将快速放量

下游扩产趋势明显,换电站数量将快速增长。截至 2022 年 12 月,全国换电站总 数为 1973 座,在过去一年间快速增长。国内主要运营商相继公布扩产计划,2023 年起我国换电站保有量将见证新一轮井喷期。根据彭博新能源财经统计, 六大换电运营商计划到 2025 年建设 26,000个站点。

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换电站布局乾坤未定,区位优势将成为运营商构筑壁垒之关键。单站利用效率 的提高不仅得益于换电车型市场渗透率的提升,更依赖于在重点省市地区锁定优质区位。当前我国换电站主要分布在北京、广东、浙江、上海、江苏、四川、山 东等地区,总体分布不均衡,换电站数量与新能源车销量在多个省份并不匹配。一方面,经济发达且新能源汽车销量高的地区如江苏、浙江、广东拥有广泛的用 户群体,具备投资潜力。另一方面,在重点城市的重点地段进行抢先布局,有助 于运营商建立核心壁垒。

设备厂商最先受益,其他环节逐步增效

以蔚来汽车为代表的的汽车企业,以奥动新能源为代表的运营商,以宁德时代为 代表的产业链公司均公布了积极的换电站建设规划,将带来一轮长周期的换电站 需求提升,由于快换系统和充电系统有初始投资规模大、行业集中度低、设备商 与运营商深度绑定的特点,预计机械连接部件、机械锁止部件、码垛机、连接器 的生产商和换电站集成厂商将首先受益,包括瀚川智能、国电南瑞、博众精工和 山东威达等公司。运营商采取优先布局换电站的竞争策略,因此前期利用率爬坡 和盈利提升速度让位于扩张速度。电池是换电站的另一个关键环节,电池公司在 换电站布局环节可将电池这一单价最贵的零件掌握在自己手中,成本与供应稳定 性均具有明显优势,我们预计宁德时代、比亚迪等电池头部厂商将延续在换电电 池中的市占率优势。


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