孙逢春:慢充、快充与换电将长期互补共存

不同的技术路线将会有不同的市场适用范围,以及用户适用范围。

车云按:1月21日,中国电动汽车百人会论坛(2018)在北京钓鱼台国宾馆举行。中国工程院院士孙逢春在上午的分论坛上发表了题为《电动汽车充换电技术研究》的演讲。

以下是孙逢春院士的演讲速记

中国工程院院士 孙逢春中国工程院院士 孙逢春

尊敬的各位专家、各位老总、各位同仁,大家上午好!

非常高兴应邀就电动汽车充换电问题跟大家进行探讨。会议主办方本来安排我作电动汽车大数据方面的报告,但因为上个月9号刚在百人会作过一次,所以我想换一个题目。

应该说电动汽车充换电目前在中国一直存在争论,每条技术路线都有一些企业在尝试,这些尝试是非常必要的。目前来说,我把充电或者电能补充定义为三个方面:慢充、快换、快充。

这几条技术路径在国内已经争论了很多年,特别是从2012年开始争论得日益激烈。我个人认为,慢充、换电、快充这三条技术路线将长期互补、并存,在它们各自的市场适用范围内或用户适用范围内长期存在下去。

事实上,充电、换电都不是新模式,100年前的1900年就已经出现了充电站,1902年还出现了出租车的换电站。甚至我们能够清楚地看到当时充电、换电的样子,所以说这两个技术路线经过近百年的发展,现在进入了一个新的时代。

我们国家863计划第一期863重点专项开始的时候,万钢部长带我们到法国调研换电,当时的换电集中在公交车领域而且是手动的。之后,国内的北理工、公交、电巴公司开始换电的研究,经过北京奥运会、上海世博会、广州亚运会之后,换电模式得到快速推广,效果也越来越好。

后来到2007年,换电领域出现了一个Better Place公司,这家公司推出先进的为轿车进行全自动换电,但Better Place是商业换电的悲情英雄,仅仅存在了5个月左右就倒闭了。换电模式后续在我国也出现了大规模推广应用,比如北京出租车基本确定将7万辆出租车换为电动,而且全部为可更换式电池。

在我国,充电和换电两种模式经历了将近20年五代技术的发展,从简单的独立充电到现在的快充、快换、储能快换、慢充等等。在这方面,我们经过实践探索出很多很好的经验和案例,也为世界提供了一些经验或模式。

下面我想谈谈与电动汽车充电或充换电基础设施有关的若干技术问题。国家“十三五”对乘用车、客车、商用车电耗及续驶里程都有明确规定和目标。

下面我们就有一个问题,是不是续驶里程越长越好?当然越长越好。是不是电池装得越多越好?刚才王秉刚主任的报告说明电池装多是有问题的,包括新加坡对特斯拉Model S车型进行罚款,特斯拉原本是想拿补贴,后来没拿到补贴还被处以罚款,理由是百公里耗电44.4度,比燃油车更耗电,所以新加坡对它进行了处罚。

另外,特斯拉前不久发布了载重量达36吨的电动卡车,从媒体报道资料上可以看到其官方真实的技术路线,虽然具体技术参数不知道,但能看到这款车充电30分钟行驶600多公里,在高速路况下可以续航800公里。这里就有一个问题,如果是600公里按照载重36吨,这个车至少应该是50吨重,那么按照每公里2度电,这款车应该装载1200度电,再根据其30分钟行驶600公里,充电机的功率应该大于2.4兆瓦,如果按照1000伏电压来算,充电电流应该大于或等于2400安培。

在座的有很多能源专家,2400安培的充电枪不知道有多沉,一个人能不能搬得动,有的还说充一分钟可以跑800公里,估计忽悠的成分更多一点。

我仔细研究和比较了一下,当然不一定很全。我认为可以把充电、换电分为四模式,第一种是慢充,第二种是快充,第三种是最近刚刚兴起的智能电网储能快充,第四种是换电:

  1. 首先,这四种模式对占地、固定车位等要求各不相同,我们国家70%以上车主是没有固定车位的;

  2. 其次,这四种模式对购车成本、续驶里程、充换电时间、电池装载量、一次性建设充电桩和充电站的成本、车辆利用率等都不相同

  3. 再次,这四种模式对电池系统的寿命、对电网的冲击、以及对低谷电能的利用、用电成本也不相同。

以用电成本为例,如果只考虑用电成本,在自己家在家慢充是很合适的。我开了两年的电动车,每年电费差不多1000元,以前开油车一年油费大概20000元;最后,还有便利性以及安全性问题。为什么还有安全性问题?换电是需要专业的维修保养,所以在维修保养方面需要考虑方便性。未来电网的发展是智能与能源互联,这几种模式都有它的优缺点,在此就不一一给大家作解释了。

未来电动汽车技术上的发展是充电与共享,如果不买电池,那电动车购车比较便宜。这是在我们学校在北京甚至在全国范围内的第一个分时租赁共享充电站,运行得非常好,效益也非常高。

同时,换电另外还有一个问题。现在电动车电池衰减到80%以后就需要卸下来,而采用换电模式可以把衰减往下降到70%或者是更低,用户可以根据自己的里程选择更换什么样的电池。

我刚才说有一个技术路线之争,这个争论主要集中在媒体和国网。因为奥运会建了豪华充电换电站,占地5000平方米,媒体质疑这是不是跑马圈地。由于当时占地非常大,导致充换电模式后来推行起来比较困难。现在新的基数已经从5000平方米换电站降到315平方米一个集装箱。电动车换电占120平方米,两个小型集装箱足够了,换电时长需要1-2分钟。新的技术使换电得到快速发展,换电在公共领域将会有比较大的发展潜力

最后点几个关键基础问题:

  1. 一是规划,加油站、充电站、换电站、加氢站,根据城市规划最好建成四位一体,根据规划再攻克充换电站的一些建设,以及网络的互联;

  2. 二是换电站除了建设还有一些特殊的技术问题,包括定位、接触、解锁,因为换电它是插结式的,包括它的密封、防水、防尘都会有一些比较关键的技术难关需要突破;

  3. 此外还要进行车、网、车桩互联,方便用户进行快速的查找或预订。

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