【金砖换电论坛】峘能电动陈卫:重卡换电与光储充换一体化微电网

发布日期:2023-01-05

核心提示:12月21-22日,由充换电百人会、中国充电桩网、国家电投启源芯动力等单位联合主办,上海贺励展览有限公司、上海贺励商务咨询有限
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12月21-22日,由充换电百人会、中国充电桩网、国家电投启源芯动力等单位联合主办,上海贺励展览有限公司、上海贺励商务咨询有限公司承办的2022中国国际换电车辆产业大会&2022中国国际换电模式产业大会(简称:金砖换电论坛)在上海汽车城瑞立酒店顺利召开。本届大会设置“论坛峰会+展示台展示”,引爆业内对“换电车”的关注,解读最新换电发展困惑,诠释机遇及发展方向,促进主机厂、运营商、投资商和换电厂商的对接,为换电企业寻求发展空间。


演 讲 实 录

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重庆峘能电动车科技有限公司首席科学家陈卫出席论坛并发表主题演讲(线上)——《重卡换电与光储充换一体化微电网》。


以下为演讲实录:  

各位领导,各位专家,各位同事、同仁,下午好。我是重庆峘能电动车科技有限公司首席科学家陈卫,今天下午非常有幸跟在座各位专家领导,同事们,在中国充电桩网主持的中国国际换电产业大会上,给大家一起分享过去四年以来我们做的有关换电和微电网的工作情况。我们的侧重点更多的是偏重在能源的利用效率和接入,所以我的演讲题目是《重卡换电与光储充换一体化微电网》。

为了实现“双碳”,我们必须构建以新能源为主体的新型电力系统,光储充换一体化微电网通过用电侧的大规模分布式储能,消纳电网结构性的潜能,也就是谷电。利用电动车产生新的结构性的潜能,就是闲置的电池时间,来储存我们过去认为的垃圾电,提升电力装备和线路的利用率,实现超级充电和兼容性换电,推迟输配电网的改造投资,形成用电侧多能互补、清洁低碳、安全可控、开放互动的新型电力接入网。

我的演讲六部分,光储充换一体化微电网它是电力接入网的自然延伸,通过换电和对电池精细化管理,增加电池系统的吞吐量。这里解释一下,电池是两个寿命,一个是日历寿命,一般是8年,一个是循环寿命,我们现在一定要讲,在8年之内怎么样提升它的循环寿命,也就是吞吐量。移动式多能互补,降低输入电价,增值售电业务,拉大电能输入利差,成倍的降低光储充换系统折旧占比,隔墙售电,让储能电量就地消纳。在车电分离之后,消费者购车不用购电池,而让电池资产持有企业,我们现在叫电池银行,有明确的投资回收期和可观的投资收益,这就是我们想实现的,通过微电网和换电和超级充电,来实现的一个目标。

大家都很清楚,重卡从油改成电,基本上前面各位专家都总结了,大概有六个痛点。第一个,车价,因为电池很贵,车价增加一倍,行驶里程很短,如果我们以282度电的49吨的拖头,跑不到200公里。然后车公里的能耗,一度电就只能跑0.5公里,电池本身的自重和体积占用了货仓的空间,同时又降低了短头重卡的安全性,因为过去短头如果碰车的时候,还有后退的空间。更重要的是,增加了两吨多重的电池自重,就少了两吨多重的货物。补能时间,如果是以充电的方式,起码是一个小时。另外就是低温情况下容量的衰减。

第二个问题,为了降低成本,实现车电分离以后,大家都想充分利用,提升电池的利用率,这就是大家出现的V2G这种模式。而实际上V2G这个模式在欧洲做了很多尝试,结果发现三个大的问题。一个是消费者对电池这样使用觉得不合算。第二个,消费者买的是车,认为这个车我不能把里面的电放掉,我自己用的时候没有。第三,充电桩企业遇到很大的困难,因为充电桩如果给别人充电,我利润很高,倒过来,如果是V2G,就变成三家要分这个利润,电网要接纳这个电,出电池的用户要分钱,充电桩公司自己分的钱就少了。

另外,由于每一个车电量不足100千瓦时,对电网的调度系统来讲,它很难精准的去做大规模的用户侧的调度。

总体上来讲,从能源的利用效率来讲,如果这个电池的电已经是充到电池里边了,然后要让它再回到电网上,跟我们的初衷是背离的,我们是想通过电池利用率,提升我们的经济效益。现在我们又把这个电回到电网上,所以已经离网的电能再回到电网上就是低能低效。

第三个问题,整个换电很重要的问题是标准问题,大家都认为政府应该出面,有团标,有地标,有国标,还有国际的标准。说实话,标准并不难,难的是你能不能挣钱,商业模式成不成立,任何一个商业模式能成立的,能走通的,能把整个产业链五个环节的企业都能挣到钱,这个标准自然而然就会出现。它的演进过程,这是一个要通过电池的模块化,就像昨天三一提出来的,我们的电池就是分成四种形态的,通过模块化,通过实现通用化,只有通用化才能标准化,这是我做了12年换电的基本感受。

本来年初的时候,中国汽车工业协会和消费者协会给我们的预测,预计2022年新增3.2万辆重卡和15万辆换电轻卡,现在看来这个目标,据我所知还有点距离。乘用车换电,大家昨天都讲的挺好,但是真正拿出数据来看,不像我们预测的这么乐观。而商用车应用场景简单,我们叫定点、定线、定组织的,用电量是确定的,所以它的投资回收期基本可以确定,这样可以产生大量的储能电池。而这样的储能电池就可以降低电价,为乘用车长期的稳定发展和盈利。所以我们认为高效利用重卡电池,移动存储“垃圾电”,确保24小时低成本输入的电价,这样就使得整个换电从重卡到乘用车,都有一条可能盈利的路。

我们的解决方案,第一个就是降低输入电价,如果大家完全依赖电网的电,那白天你就必须得承担较高的电价。

第二个,我们刚开始由于没有足够多的储能电池,由于前期投资太大,所以我们要选用一定的应用场景,就是高频运输,这是现在重卡摆短,频次很高的运输,这样可以让电池不断的一天充放3次,甚至4次。

另外通过光储充换一体化,让这些硬件能够共享,就是这些充电模组,因为它使用的时间是不一样的,太阳能是在白天,我们存储谷电是在夜晚,所以这些部件你怎么样动态的组合,使得硬件的优化以后,将投资最小化。更重要的是,当你有了这些电以后你怎么消纳,充电跟换电我们都是守株待兔,做了一桌菜,如果客人不来吃,你的毛利再高,盈利也是零。同样的,如果我们存的电只是等用户上门,没有一个旱涝保收的方法,整个商业模式就很难成立。

下面是我们的做法,大家都很清楚,传统的电网就三个层面,源、网、荷,那就是发电侧、输电侧和用户。我们现在的方案里边重点是用电侧,利用光伏,利用现在国网晚上的谷电。另外还有很重要的,就是我们的换电站,无论是乘用车还是商用车,我们尽量都希望这个换电是能够移动的,它这样可以主动到有便宜输入电价的,比方说火电厂它本身有多余的自用电,你可以一起跟它分享,增加它的收益,同时你也降低了成本。在很多没有光伏的地方,有可能也利用小水电,所以通过这样的方式,目的是降低输入电价,这就是我们理解的多能互补。

第二个,你怎么消纳。当你有了超充350-480千瓦的超充,那你必须要有储能电池,不然你用巨大的变压器,你的改造费用和利用率都是巨大的问题。第二,超充和换电都是跟车辆有关的业务,但实际上国家能源局一直在推增量配电网。在开发区,你完全可以采用就地消纳的方式,把储存的电跟当时国家电网标定的价格同样出售给开发区内的企业。

第四种情况,在开发区之外,比方说夏季7、8、9三个月缺电的时候,可以通过调度系统把电输入到开发区之外。在这种情况下,一般都有补贴,尽管上网电价0.396元,但是一般政府,或者是电力部门,都会在这种紧急情况进行补贴。

另外还有一个情况,国家能源局一再强调的就是电网侧的负荷响应,各个省能源局都有内设的,就是在紧急缺电的情况下能够做负荷响应,这个是按照十块钱一度电,详细的细节大家都能在能源局网站都能查到。有七个等级,如果一秒钟之内你能上10个兆瓦,我就给你十万块钱,当然这个里边有很多细节。所以总体上来讲,如果我们只是把我们的盈利模式守在换电一个业务上,估计整个盈利的可能性非常低。

另外稍微说一点细节,装了这么多储能电池,安全是最重要的问题,同时电池寿命怎么解决。我们现在是通过无线wBMS、物联网、大数据、云计算和人工智能,我们完全可以实现动力电池的风险监控与预警,提前两个小时可以完全预警电池的爆炸风险,因为是换电,无论在车上还是站上,我们都随时可以把电池搬出存放的地方。另外,通过我们特殊的管理办法,我们可以成倍的延长电池寿命,也就是说在8年的寿命期,我们可以增加电池的循环寿命。

这是我们另外一个解决方案,就是尽量不建换电站,无论是乘用车也好,还是商用车也好,我们都是采用移动站为主,除非在矿山里面,几年都不动,这种情况下我们肯定有固定站。

这是我们做的各种形状的换电站,总共有四种换电站,从最小的乘用车,一直到重卡和矿卡。重点说一下,我们的换电都是采用分箱的形态,这样大家可以看一下,每一块电池是141度电,加在一起282,就是现在大家看的很清楚的,就是282度电。

这个是后背,我们可以兼容装载机、挖掘机,任何一个施工工地,这三个车都是少不了的。更重要的,通过我们分箱换电,我们支持侧挂,也支持底盘换电。因为现在没有底盘换电,是因为我们重卡绝大多数还是传统油改电的形态,就是中央电驱动。这种模式是导致我们重卡经济效益完全比不过乘用车的一个最主要的原因,就是传统的电驱动系统,它的效率太低,光在这个驱动系统上面,我们基本上就损失了25%-30%,所以你必须采用电驱动桥。当你有了电驱动桥以后,这些电池就有地方放了,这就是一个案例。

这个是我们今年8月开通的,跟国家电网合作的。

特斯拉今年12月1日发布的这个车,它可以行驶800公里,同时每度电能跑0.8公里,尽管美国的标准比我们要新一点,但是它的整个能效能够提升40%,就是每度电,就算是在49吨的情况下,它也能够提升40%。如果我们采用车电分离的模式,价格可以从98万降到53万,更重要的是补电的时间变成4分钟。这只是一个案例而已。

所以我们认为电动重卡,比如干线物流,我们国内每600公里,基本上国家要求就要休息10分钟,所以跑600公里让司机下来换一次电,这个已经没有什么太大的困难。所以我们认为,下一步重卡、干线物流续航都会到xu600公里以上。

现在我说一下我们商业模式上遇到的困难,从现在来讲,我们作为一个微电网和换电装备的制造企业,我们必须要给整车厂配合,把换电装置放到整车上去,要跟电池企业配合,把BMS和整个通信协议、物理接口、连接器大家要对接。然后通过我们的销售公司,实现车电分离,把整个电池分离给电池银行。

接下来最难的一步,是由于现在的电动重卡只能在特定的环境,就是高频、跑短、超载的条件下面,所以过去传统的商业模式,C端的客户压根儿不会买这样的车。个别地方有,是因为有很多政府补贴,大家知道,从明年开始政府补贴都没有了,一些地方肯定还有补贴,但是都不足以支撑起我们的商业模式。所以眼前这个业务里边,一定是B2B,一定是B2大B,然后B2小B,才能B2C,所以我们现在重点是在打造商用车的运力池,而这个运力池里边离不开我们的金融支持,更多的运力池是业务支撑,想买车的人很多,但是真正担心的是这个业务。

而现在疫情,我们认为明年就应该过去了,就应该大规模恢复生产,所以我们认为现在是一个大好的时机。但是从商业模式上来讲,我至少到现在为止,孤陋寡闻,我也没见到哪一家是真正盈利的,但是看到有盈利的就是下坡满载,有这样的情况,因为下坡满载对于电动车来讲有能量回收,这个时候肯定必然有车要来得好。所以这么长的产业链,短时间之内,大家要协同产业链上五个大的部门,大的环节,说实话,这个需要相当长的时间。但是在局部地区,个别的案例,作为一种尝试,我认为是完全可能。

这是我们下面做的,在港口里边这个没有问题,这个就141度电,所以我们只放一块电池,来回就十公里,没有问题。这个有360台矿车,本身里边现在也发现,LNG它的价格波动太大,所以我们现在有30台车在这里边开始在跑。我们的目标是做到,从它现在2.4元一公里降到1.8元一公里,靠前面那些方法。另外,边上有风电,我们直接也可以接入风电。

这个是高速路上的,所以这也是一个大家都在尝试的,因为我们相信,600公里的重卡很快就会上路,所以高速路上建换电站,这也不是什么困难。

前面一再强调,我们整个产业链要走通涉及到五个大的环节,整车制造,电池生产,装备就是充换电和微电网,能源服务就是国家电网或者别的电池企业,另外就是交通运输行业。所以这些目标都要实现,才有可能谈标准的事情,标准必须来自于市场,所以不能挣钱那就是个垃圾。

说一下换电本身的实质,是想挖掘能源和交通行业结构性的潜能,就是利用电动车闲置的电池时间,把电网和发电厂产生的垃圾电存储,然后实现高效的交换和消纳。通过动力电池标准化,确保安全生产和保值增效。所以我们这里没有什么储能电池和动力电池之分,电池装在车上是叫动力电池,装在站上就是储能电池,但是我们必须要用动力电池的高放电倍率,来支撑我们的超级充电。

所以总结一下,共享电池,移动储能,多能互补,高效安全,才是我们做换电的本质。

说一下我这个小公司,现在54个人,2019年被中国汽车工业协会评为“隐形独角兽”,这个角还没长出来,公司很小,但是我们已经开始批量出货。

我们自己认为我们解决了四个方面的问题:

1.做了第三代通用标准模块化的换电系统和关键部件。

2.我们有24小时全天候都能自动换电的装备和管理平台系统。

3.有光储充换一体化正在运行的分布式储能的微电网。

4.有多能互补的分布式能源运营模式。

对于我们来讲,电动商用车分箱换电它能兼容重卡、中卡、轻卡,包括还有乘用车、装载机、挖掘机,都能共享标准化的电池。移动式的商用车换电站,就近取电,就近提供服务,能够适应光伏、发电厂、水电厂和电网的供电,不用消费者或者司机跑很远的路去换电池。

峘能电动在换电领域具有硬核的技术和运营经验,我们提供底盘换电、后背换电、侧挂等多种形式的兼容换电方式。在24小时全天候露天作业条件下,实现高精度导航定位、AGV自动驾驶、电池物联网大数据等多项换电核心技术。

我相信光储充换一体化微电网是提升清洁能源比例和挖掘交通和能源行业结构性潜能的必由之路。我们为清洁能源和电动车产业发展,做可靠产品,解用户之急。谢谢大家的聆听,有不妥之处请各位斧正,也希望有更多批评的声音,谢谢。

 
 
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