許暉
里程焦慮癥與充電暴躁癥是電動汽車瘋狂發展后,因為配套基礎建設仍然滯后,快速充電技術仍待發展的共同產物。在安全、成本等方方面面,如何在短時間之內達成為電動車補能似乎成為了阻礙其發展的一大瓶頸。直到換電模式的出現,讓大家看到了希望。
為汽車補充能源到底是加油快還是充電快?在回答這個問題之前,讓許多人似乎認為先去研究一下提問者腦回路是否正常,是更為“有趣”的問題。知乎網站上曾經出現過一個討論:“如果充電和加油一樣快,需要多大的電流和電壓?”隨后下面出現了五花八門的討論者,帶來了各式各樣通過對比、公式以及計算得出自己認為相對合理的答案。
消費者并不是工程師,他們在中學物理課之中,關于電這一章節的學習,還留存多少記憶咱們無從得知,不過估計大多都已經將其還給老師并準備問學校要回學費。不說上面ABC君所執拗的計算會讓大家看得云里霧里,就算簡單告訴大家,假設汽車油箱能承受足夠大的壓力、假設油槍噴嘴做得足夠粗、假設超導線材已經解決傳輸損耗以及大電流/電壓電網的各種基礎建設、再假設電池解決了自身大功率快速充電,兩者速度是可以一樣的。可一切都僅僅是建立在假設完美的條件基礎之下,在大部分人腦海之中的慣性思維,通常更多會閃過那加個油也就幾分鐘的場景,或者在有限的快充電樁前苦苦等待上一位充完,看看表10分鐘之后就要開會,頂了頭也就表顯多個200公里續航的無奈。要不然這兩者的對比,也不會成為內燃機忠實粉絲們,用以詬病電動車的主要槽點。不一樣的能源、不一樣的技術積累、不一樣的基礎建設支撐,真正影響加油或者充電的現實因素實在太多了。
加油與充電一直廣受對比
車多樁少仍是困擾國內電動車行業的問題
針對加油快還是充電快的激烈討論,以及隨之引發的電動汽車里程焦慮和充電暴躁癥狀,其最大最主要的根源,實際上源于所有人都特別珍惜的“時間”,這種可以成為萬物衡量之中的唯一量化單位。時間就是生命、時間就是金錢,這是最為寶貴也最不能浪費的東西。大家不妨返璞歸真地去回憶兒時所接觸過的電動玩具。孩子也是人,他們也懂得珍惜玩樂的時間。可他們并不會因為沒電不能玩,而過多出現焦慮癥或者暴躁癥。因為大家會神同步地下意識做一件事情……換電池。極短的時間之內換上全新的電池接著開心就是了。至于換下來的電池只要拿去充電,永遠成為后備。重疊時間的利用從根本上解決了對于各種等待的焦慮與暴躁。這跟先去刷牙然后燒水等著;還是先去燒水,然后刷牙出來就可以喝上開水,基本上屬于異曲同工之妙。讓耗費時間的事情先做,或者交給“別人”去做不失為一種極好的方式。電動玩具可以如此,難道電動汽車就不行么?事在人為而已。
兩側為專門用于裝卸電池的托盤
大型動力電池通過電池托盤與舉升裝置進行拆裝
換電站其實就是一個大型設備
雖說換電可行性在理論上不難理解,可真要實施并商業落地,其實對涉足其中的企業扔具有十分嚴苛的技術實力要求。跟電動玩具所對應的5號、3號、1號等各類通用電池不同,目前市面上如此眾多的電動汽車型號,其本身五花八門的電池形狀以及物理接口,在兼容度上就不容小覷。所以通常運營該類業務的公司分為兩種。
一種考慮的是專為自家品牌電動汽車匹配換電作業,但這也限制了其商業落地后的快速發展,除非其所對應的汽車品牌持續熱賣,并在一定時間之內形成規模,要不前期投入僅為服務自家著實是一個大坑。
而另外一類企業則選擇與主流車企合作,從技術層面嘗試統一包括動力電池尺寸、接口的標準化,以達到如加油站一般的廣泛通用服務能力。這其中奧動新能源屬于領軍頭部的佼佼者。從2000年開始,這家專注新能源汽車換電技術研發及換電站網絡商業運營的企業已與超過14家,包括一汽、上汽、北汽、廣汽、東風、長安等在內的主流車企達成合作,雙方共同開發換電車型超過22款。換而言之,其換電站能同時為不同品牌的現有車型提供換電服務,并可擴展至日后持續增加的車型。共享極速的換電作業便利性亦將成為這些車型的一大賣點,這無疑也反哺了與其合作的企業。
另外需要提及的是商業泛用性,但凡去過煤氣站灌裝瓶裝氣的人都會知道,憑啥自己的新罐要被留下并流轉他人,而自己只能拿走一個舊氣瓶,除非氣瓶本身不作為個人物權所有。換電模式也同樣存在這個問題,所以。真正的商業落地必不可少的是國家對于車電分離政策的推廣,也只有這樣,在電池技術快速變化的時代,車電分離才能轉移消費者承擔電池的各類風險,并有利于電車滲透率提升。而對于運營車隊如出租車等則不存在這個問題,別說電池,就連車都是公司所有,司機關心的是如何能有更多運營時間掙錢,而不用過多把時間耗費在充電的等待上。
其享性以及快速性決定了換電模式重要意義
車電分離解決換電模式物權問題
奧動新能源采用磁吸電池接頭
站內傳感器時刻監控作業安全
換電作業到底如何實現,這應該是大家所特別關注的問題。整個過程從簡單來說,還真的如給電動玩具換電池一般,將需要更換的電池摳下來,然后安上新電池就行。可實際上在仔細參觀了奧動新能源最新的4.0換電站之后發現,這里面涉及到的核心技術還真不少。
最主要的難點是如何才能讓整個換電過程盡量快速、安全并且作業之后不因換電為車輛行駛安全帶來潛在危險。定位、鎖止以及連接這三樣,成為了奧動換電作業之中最為核心的技術環節。
定位方面,對于偌大的車載動力電池,換電作業斷然無法人力完成,必然輔以機械自動化的方式來提高效率。這也勢必涉及車輛本身定位,與隨后拆裝電池的定位。奧動新能源采用的是多傳感器外加導向滑輪的方式。當車輛駛入換電站的時候,只要不是過分偏移,布置于地面上的滑輪能讓車輛對應滑動到固定位置,并通過左前輪的卡扣固定車身,這種方式此前多出現在大型商用客機裝卸航空集裝箱上。當車輛被前后激光傳感器探測已進入預定工作區間,換電作業隨即開始。
換電作業之中所須面對的是快速且安全地拆裝電池。有別與其他企業所使用的螺栓固定拆裝方式,奧動新能源創新性地采用了卡扣方式對電池進行拆裝固定。這種方式的好處在于,簡單的杠桿原理即可松開或者扣緊電池且容錯率大大提升,也不用考慮螺栓拆裝所需忌憚的扭力極限問題,關鍵是速度得到極大提高。
左前輪卡位代表車輛定位
卡扣方式更為適合快速換電作業
至于換電最為關鍵的連接問題,最為讓人拍案叫絕。如果說電池與車輛的連接如筆記本那樣通過觸點完成也就算了。但車載動力電池所儲藏的巨大電量,通常需要大家所見過的那種橘黃色的專用電纜,并且接口上更是做足了各種防護。為此奧動新能源的解決方式竟然使用磁力引導連接方式,一旦電池卡扣就位,電池接頭與車輛接頭兩者將會在磁力引導下迅速吸引并連接在一起。
隨處可見的安全緊急中斷開關
車輛進站定位裝置
配套軟件讓換電模式更具實用性
技術先進性可讓人產生信任,但只有真實體驗才足以讓人信服。原本就體驗過上一代3.0換電站,但首次見到的奧動新能源4.0換電站時對其變化多少還是有點驚訝。從尺寸上來說,四代站接近200平米的規模比三代站要大一倍。體積增大的好處在于電池倉庫容量為上一代換電站的2.3倍達到64塊之多。同時體積的增大并不過多增加建站時長,模塊化的結構設計讓換電站整體吊裝搭建僅需5小時時間。
真正讓人難以置信的是整個換電作業的速度。奧動換電用戶在申請入網并注冊專屬APP“奧動換電”后,可以通過APP實現換電站點查詢、智能找站、了解站點排隊情況與可用電池查詢等功能。在抵達站點后即可以開始換電。可以負責任告訴大家,當車輛駛入工作區間,啟動車輛換電模式后,剛在車內打算解鎖手機看個新聞,就被告知作業完成,時間僅僅過去了20秒而已,算上前面的手機付費以及其后駛出合共也就1分多鐘。難怪奧動新能源敢提出,單站可日服務1000輛出租車、網約車或5000輛私家車的承諾。
換電速度的提升同樣需要感謝站點尺寸的增大,更為充裕的自動化設備空間,讓車輛定位后不再是3.0站那樣,使用同一托盤兼顧拆裝的往復運動。而是雙托盤協力,一邊負責拆卸運走的同時,早已備好的另一邊瞬間開始安裝。期間托盤始終處于一個平面往復,真正的升降工作則交給整個作業平臺。這種快捷且雙向可逆的操作,無疑在某種意義上成為了如生產流水線般的極致效果。
此處可見底部換電操作動作
換電站自動化程度十分高
奧動新能源換電期待換出一片藍天
作為參與到國家能源局去年10月所發布的多項能源行業標準之中,針對換電領域相關要求與規范的起草參與者。奧動新能源4.0換電站那20秒極速換電技術,實際上還只是小試牛刀。相信在不遠的將來,會有更快,更安全并且數量更多的換電站為大家服務。而在親身了解并體驗了奧動新能源4.0換電站高效的換電作業之后,突然覺得,曾經那句膾炙人口的“充電三分鐘,通話兩小時”廣告語,很有可能變成“換電二十秒,狂奔數百里”新口號。