隨著國家大力推進充換電基礎設施建設,鼓勵企業(yè)研發(fā)換電模式車型,換電模式已站上風口。2021年10月底,工信部印發(fā)《關于啟動新能源汽車換電模式應用試點工作的通知》,共有11個城市納入試點范圍。試點的展開,迫切要求換電設施標準出臺。為貫徹落實《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》,促進新能源汽車換電模式應用創(chuàng)新,支撐“雙碳”目標實現(xiàn),《電動乘用車共享換電站建設規(guī)范》團體標準(以下簡稱《標準》)近日正式發(fā)布,以加強關鍵技術研發(fā)、加快換電基礎設施建設、促進換電模式車輛應用為具體目標,加快推動形成新能源汽車充換電模式互補的良性發(fā)展生態(tài)。
自2008年起,我國就開始在純電動客車領域開展換電模式的推廣,只是受制于當時的政策環(huán)境、技術水平、成本因素和市場規(guī)模,換電模式并沒有得到大規(guī)模應用。近年來,隨著換電技術進步、換電站建設成本降低、換電標準不斷完善,以北汽新能源、蔚來汽車、奧動新能源等為代表的企業(yè)開始加大換電模式的研究和推廣。但受限于跨品牌、多車型、換電平臺和裝置技術、換電電池包通信協(xié)議、電連接器技術、液冷連接器技術、電池包技術、換電機構技術、數(shù)據(jù)安全管理預警分析等技術的通用性,一座換電站只能服務于單一車輛品牌甚至單一車型,從而導致日益增大的建站需求和土地、電力資源有限的矛盾進一步凸顯。
隨著換電模式應用試點工作的展開,為配合國家堅持以市場為主導來推動創(chuàng)新?lián)Q電商業(yè)模式探索的工作部署和要求,《標準》的出臺恰逢其時,能夠以更加靈活和包容的團體標準的形式,驗證共享換電站在技術層面的可行性,為商業(yè)模式的進一步創(chuàng)新和大規(guī)模應用打好基礎。目前的設想,是按照“三步走”的方式向市場推廣共享換電技術。
第一步,除電池包形狀和尺寸、接口結構、通訊協(xié)議、電連接器、水冷管路接口外,共享換電站將在實現(xiàn)土地、電力、水、安防、數(shù)據(jù)、充電、基建等基礎資源共享基礎上,同步實現(xiàn)機械鎖止機構解鎖、更換平臺、搬運設備、安全防護設施、車輛識別系統(tǒng)、電池包存放貨架、電力系統(tǒng)、充電機、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的共享。其中,包括利用云平臺實現(xiàn)互聯(lián)互通和智能識別。
第二步,隨著參與換電模式企業(yè)數(shù)量規(guī)模的逐步擴大,共享換電站將在實現(xiàn)通訊協(xié)議、電連接器等共享的基礎上,進一步實現(xiàn)車型平臺的共享。
第三步,共享換電站最終將實現(xiàn)電池包平臺和電池模塊的共享。
希望通過為行業(yè)提供共享換電站的統(tǒng)一技術要求,促成換電模式成為電動汽車能量補給市場的主動選擇。當然,這是一個龐大且復雜的市場運營體系,需要車企、運營商、電力企業(yè)和土地資源方等各方密切協(xié)同,行業(yè)則需要為這種商業(yè)模式在技術上提供可能性,從而使得各參與方可以共同建立起可持續(xù)發(fā)展的商業(yè)模式。
從《標準》內容看,共包括13個部分,有總則、換電平臺和裝置技術要求、換電電池包通信協(xié)議要求、車輛識別系統(tǒng)要求、電池包技術要求、車輛換電機構技術要求、電連接器技術要求、液冷連接器技術要求等,還明確了電動乘用車共享換電站的充電設備、搬運設備、電池倉儲系統(tǒng)要求,以及數(shù)據(jù)安全管理、風險預警分析技術要求。此外,還就換電站的安全防護及應急措施、站址選擇和規(guī)劃以及安全運營等方面提出了要求。可以說,《標準》從各個層面對電動乘用車共享換電站進行了規(guī)范,讓換電站建設和管理有規(guī)可循。
比如,《標準》明確指出,換電步驟按先后順序,包含車、站鑒權識別,車輛定位,電池包解鎖,電池包轉運,電池包加鎖,車輛自檢,訂單結算等7步;共享換電發(fā)展的關鍵階段按照由易到難的順序包括資源共享、換電設備共享、換電接口標準化、換電系統(tǒng)和電池標準化、車輛底盤標準化等5個階段。
需要指出的是,共享并不是包容所有,而是要有所為有所不為。在《標準》編制過程中,各主要參與企業(yè)都或多或少地為了行業(yè)這一共同目標做了妥協(xié),在保證共享換電站使用安全性、可靠性和穩(wěn)定性的大前提下,著力提升共享換電的經濟性、便捷性和易用性。因此,《標準》沒有包含所有鎖止機構,對于電動乘用車整體式電池包更換的只有兩類鎖止機構——卡扣式和楔形(螺紋式)鎖止機構。另外,為了建立共享換電的商業(yè)模式,電池包的種類也不宜過多,否則共享換電站需要儲備很多不同規(guī)格的電池包,降低了經濟性。
(作者系中國電動汽車充電基礎設施促進聯(lián)盟技術和認證部主任、《電動乘用車共享換電站建設規(guī)范》主要起草人)
原標題: 電動乘用車共享換電站建設有規(guī)可循