“車電別離，電池自選，自主換電，能量運(yùn)營” 的動力互聯(lián)網(wǎng)電動轎車辦法是打通電動轎車、電池、散布式儲能產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈的僅有手法。依據(jù)動力互聯(lián)網(wǎng)和能量信息化技能的用戶自主換電的電動轎車才是電動轎車的未來。
對充電樁開展的窘境的考慮
作為方針“寵兒”的電動轎車，在政府曩昔數(shù)年的大力扶持下，我國電動轎車商場的實在狀況并不盡人意。依照《節(jié)能與新動力轎車產(chǎn)業(yè)開展規(guī)劃(2012-2020年)》，我國新動力轎車?yán)塾嫯a(chǎn)銷量在2015年應(yīng)該到達(dá)50萬輛。工信部統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯現(xiàn)，截止2015年10月，我國新動力轎車?yán)塾嫵霎a(chǎn)20.69萬輛，缺少預(yù)期的50%?！俺潆姌秴T乏”一向被以為是影響電動轎車開展的最大掣肘。筆者以為，“充電樁關(guān)于促進(jìn)電動轎車開展有決定性效果“是一個偽出題，既無科學(xué)依據(jù)，也沒有商業(yè)辦法，更不契合我國的國情，無法支撐電動轎車的大規(guī)模運(yùn)用，是電動轎車遍及開展的最大妨礙。
我們能夠簡單的算一筆賬：為了滿意2020年500萬輛新動力電動轎車充電需求，若按每輛車均勻配1.5個充電樁的車樁比下限計算(上限是3個)，500萬輛車至少需求配套建造750萬座充電樁，以充電樁均價2萬元/個(其實樁的制造、運(yùn)送、裝置、運(yùn)維的本錢和電網(wǎng)擴(kuò)容的費(fèi)用加起來要遠(yuǎn)大于這個數(shù)字)計算，將需求1500億元的充電樁出資(這兒還不包含更貴重的會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)鏈和價值鏈的視點考慮，本錢投入必需求發(fā)作新的價值，產(chǎn)品有必要發(fā)作完美的用戶體會。出資應(yīng)看價值導(dǎo)向，不從用戶的需求動身，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)還沒有明晰的商業(yè)盈余辦法。這兒羅列一些首要問題供我們考慮，如：
750萬個充電樁誰來出資建;建好的樁怎么運(yùn)維，誰來運(yùn)維;750萬的個樁關(guān)于散布在全國的范圍內(nèi)的500萬輛車是否能夠滿意用戶需求和體會;
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)比實踐的費(fèi)用高出許多;
我國人均泊車位數(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題;
傳統(tǒng)轎車搶占電動轎車充電車位的現(xiàn)象十分遍及，加重了車樁數(shù)量不匹配的問題;
電動轎車產(chǎn)業(yè)鏈沒有貫穿，人-車-電池-樁-網(wǎng)這五個環(huán)節(jié)條塊切割各自為戰(zhàn)，如快充用起來相對便利，但對電網(wǎng)有沖擊，對電池壽數(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)用電動轎車上糟蹋很多的時刻;
因而，真實處理我國電動轎車的開展問題，仍是要回歸商場價值和用戶需求，需求考慮車主真實需求的是什么的電動轎車特點。電動轎車的實質(zhì)是為了便利人們的出行，人性化和智能化是整個轎車職業(yè)的出路和方針，看看無人駕駛、車聯(lián)網(wǎng)等新興轎車技能就不難發(fā)現(xiàn)這一趨勢。而現(xiàn)有的插電辦法電動轎車和與之配套的充電辦法與轎車職業(yè)的開展趨勢是相悖而行的，這種辦法在很大程度上阻止了電動轎車的遍及和開展。
自主換電辦法應(yīng)成為電動轎車能量彌補(bǔ)的首要辦法
遍及和開展電動轎車需求我們從電動轎車用戶的視點從頭審視現(xiàn)在電動轎車和充電設(shè)施開展的辦法、思路和辦法。用戶購買電動轎車的最基本的需求是一個出行代步的東西，而電動轎車、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)計數(shù)據(jù)，高達(dá)92%的電動轎車用戶每天行進(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：電動轎車是耗費(fèi)電池里存儲的電能來驅(qū)動行進(jìn)的交通東西，因而電動轎車的運(yùn)用是需求不斷彌補(bǔ)電池里耗費(fèi)的電能。但是，因為電池的能量密度比燃油低1個數(shù)量級，而用戶期望得到和燃油車對等的用戶體會，這兩者的對立是不行諧和的，這是客觀物理規(guī)則，因而電動轎車遍及運(yùn)用的瓶頸必定會呈現(xiàn)“路程焦慮：mileage anxiety”這一現(xiàn)象——即用戶總是憂慮沒有辦法隨時隨地彌補(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的，但是提出這個類比的一起恰恰疏忽了電池和燃油能量密度相差1個數(shù)量級這一客觀現(xiàn)實，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轎車的辦法和思路從動身點就是過錯的。換句話說，如果我們期望為電動車主供給同等與燃油車和加油站辦法的用戶體會，技能上必需求做的就是：
盡力增大插電式電動轎車內(nèi)的電池組容量;盡力建造比加油站多一個數(shù)量級的超大規(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)在電動轎車整車廠處理“路程焦慮”問題的辦法是進(jìn)步整車的電池組容量來到達(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越高，車主的充電等待時刻就會越長，這些要素反過來又進(jìn)一步加深了充電設(shè)施缺少的問題。因而，徹底依托插電式電動車和充電樁辦法直接給電動轎車充電是處理不了電動轎車車主所期望的隨時隨地進(jìn)行能量彌補(bǔ)的中心需求。
筆者以為處理這一問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家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)的會集換電站辦法，是真實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)過能量信息化等技能手法進(jìn)行主動檢測，主動裝備，主動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
在自主換電辦法下，用戶能夠依據(jù)自己的出行需求來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”給自己的電動轎車進(jìn)行按需能量裝備。例如，用戶通常知道自己當(dāng)時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/加油站等場所隨時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，完成真實的C端能量同享和運(yùn)營。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意義上的具有”互聯(lián)網(wǎng)+電池“特點的移動電源。只要移動電源變?yōu)閷嶋H，用戶側(cè)C端動力的自在流轉(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)動力革命，完成”互聯(lián)網(wǎng)+才智動力“的愿景。到時作為移動用電負(fù)載的電動轎車才干夠自在行進(jìn)，再無一點點糾纏。
產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈的僅有辦法
電池組是電動轎車的動力中心，其功能和本錢對電動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，電動轎車的電池實踐上在3-5年間就需求替換，而退役動力電池的巨大價值無法充分使用。在電動轎車范疇，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，這也是電動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。此外再加上電動轎車運(yùn)用時刻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于擱置時刻、缺少動力電池梯級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。
其實單從技能層面看，經(jīng)過幾十年的盡力，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)。現(xiàn)在我們真實缺少的是電池運(yùn)用的體系級技能，真實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)動力是因為電池現(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)用的視點看，每一個電動轎車用戶都關(guān)懷自己車上的電池組功能和狀況。但是用戶真實關(guān)懷的是什么?用戶其實并不關(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)用辦法和展望新動力職業(yè)的開展未來。自主換電辦法能夠支撐作為能量容器的電池能量塊來承載動力無處不在的夸姣愿景，能夠支撐電池在更細(xì)的時空顆粒度下進(jìn)行復(fù)用和重組。在自主換電辦法中，電池的特點將不再由廠家賦予，而是由用戶賦予，經(jīng)過用戶需求的正交性進(jìn)行高密度的復(fù)用和梯級使用，然后真實完成了電池全生命周期的價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。
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新式的可計算資源得以在電池運(yùn)用商場中完成真實流轉(zhuǎn)，而電動轎車能夠到處獲取以電池能量塊形狀存在的移動電源，進(jìn)而能夠經(jīng)過電池能量云渠道來進(jìn)行辦理和操控及運(yùn)營，經(jīng)過能量大數(shù)據(jù)渠道，辦理數(shù)量巨大的、在商場流轉(zhuǎn)的電池能量塊，然后使電池能量運(yùn)營以虛擬電廠的形狀在C端完成與電網(wǎng)對等的商場位置。
在動力互聯(lián)網(wǎng)電動轎車的辦法中，電動轎車將演變?yōu)橐环N互聯(lián)網(wǎng)硬件，然后變成動力互聯(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)才是真實意義上的久遠(yuǎn)商業(yè)辦法。電動轎車是能夠免費(fèi)供給給用戶，而電動轎車運(yùn)營商能夠依托能量運(yùn)營(如電力直供和散布式動力消納等)和供給的定制化能量效勞來盈余。
附：電池能量信息化技能簡介
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)過對電池能量的離散化和數(shù)字化處理，去除了電池運(yùn)用過程中的非線性和不確定性，經(jīng)過互聯(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)動態(tài)可重構(gòu)電池網(wǎng)絡(luò)，支撐了軟件界說電池的運(yùn)用。
慈松教授團(tuán)隊現(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)點可到達(dá)互聯(lián)網(wǎng)級的1792個，跟互聯(lián)網(wǎng)一樣，理論上該技能體系的可擴(kuò)展才能無窮大。這套體系經(jīng)過智能芯片管控每一節(jié)單體電池，完成毫秒級的電池網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲貥?gòu)和納秒級的單體電池通斷，讓電池組內(nèi)部、碎片化的鋰電池塊之間隨時依據(jù)環(huán)境改變來動態(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，實時管控并告警，讓能量流與信息流到達(dá)真實的交融?，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車的改裝測試，經(jīng)過電池能量管控體系，我們能夠經(jīng)過電池云渠道監(jiān)控到每一節(jié)電池，經(jīng)過電池能量塊能夠進(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。
