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快充网络发展进程,决定电动车何时取代燃油车

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随着电动汽车在全球的数量超过500万台,电动汽车的发展也来到了一个阶段性的小高潮。下一步电动汽车朝着去补贴、更有竞争力的性价比方向发展,这里面有非常重要的一环是随着社会能源结构的变化来转型——电动车取代燃油车,在这个重要的决策上面,充电设施的便利性成了一个关键。


如下图所示,电动汽车由于自身特性,80%的车主都在居住地配置了充电桩,在家充电也就是一个重要的组成部分;其次是在车辆的各种目的地(购物中心、酒店和餐饮商场)配置慢充充电网络——这些慢充网络,主要支持电动汽车车主在城市和自己熟悉的区域通勤。


而面向旅行和主要公路节点的快充网络,则是支撑电动汽车扩展用途的核心,也是电动汽车取代燃油车必要的核心要素。


图1 全球电动汽车充电桩保有量概况(截至2018年底)


由于标准制定、发展的滞后性等原因,目前基于50kW的第一代快充网络,在全球范围内还是主流。而第一代快充网络更多的是基于之前的布局来建设的,这样的充电功率对于现在的60kWh~100kWh长里程电动汽车而言,充电速度有些跟不上。


电动汽车的竞争很激烈,目前各个车企在开发、设计的电动汽车平台,需要面向未来的100kW~150kW(400V平台)快充和300kW(800V平台)的快充充电设施,如何推动高续航里程车辆发展,这些面向私人车主的网络如何发展,是我们思考破局的核心。


图2 全球直流充电桩概要(截至2018年底)


从下面的表格来看,快充网络的铺设,是电动汽车基础设施很重要的一部分,推动者主要是政府、车企和独立运营商。传统领域的石化巨头,也通过各种的方式在逐步进入这个领域,为未来的风险对冲。


管家婆论坛资料 表1 全球快充设施网络的参与者


我们首先来看特斯拉的网络建设:


1. 特斯拉快充网络建设


在快充网络布局方面,特斯拉的充电站布局,一直是依靠自身独立推进,建设速度一直处于领先水平,并且有效起到支撑销售和优化用户体验的作用。


管家婆论坛资料 特斯拉在全球共布局了1604充电站,超14000根超级充电桩,主要位于美国、欧洲、中国和其他地区;特斯拉目前对于选址和配置充电桩积累了很多的经验,新建一个超级充电站会部署10根~12根充电桩,最大的充电站有40个~50个充电桩位,而在中国则达到了50个。


图3 特斯拉的全球充电网络


根据上个月的数据,这1.4万根桩一个月输出72GWh的充电量,单根5142kWh/月,折算下来是每天171kWh。而去年同期,整个累计的总充电量才400GWh,随着Model 3的热销,带动了整个充电量的快速提升。


随着Model 3销量的增加,目前特斯拉也在全球增加全球超级充电站和充电桩的数量(目标是覆盖活跃市场95%~100% 的用户)管家婆论坛资料,并且对Model 3的车主实施付费充电,通过运营将实现充电网络建设的部分成本回收,并有望获得一定的经济收益。


因此特斯拉慢慢把这种布桩提升称为一种可持续发展策略,这里就不得不提快充的核心要素——充电的功率提升。之前,特斯拉已在测试充电功率翻倍(可达 250kW)的第三代超充技术。


目前特斯拉第二代超充技术功率普遍为 120kW(最高可达135kW,充电时长80分钟)。随着主要豪华电动汽车如奥迪和奔驰,都在400V平台下做出最大功率150kW的直流快充,保时捷在800V平台做250kW,特斯拉的第三代超充技术(V3版本),则是对于消费者影响很大的因素。


我们总结一下特斯拉的快充模式:


  • 有自己特殊的充电接口,充电协议,有自己的区隔,在技术的提升过程中主动性比较强。

  • 管家婆论坛资料 面向自己的车主客户,在早期支撑着消费者便利性和满意度,后期扩展以支撑车主使用,面向部分网络的盈亏平衡。


大众汽车集团旗下子公司“Electrified America”,走的是和特斯拉相似的路线。保时捷Taycan的车主可以免费充电三年,同时采用了最新的支持800V/300A充电桩,以满足初期推广的目的。由于特斯拉快充网络的存在,使得竞争对手就需要与之相匹配地推出相应的设施支撑。


图4 大众在美国的Electrify America


2)车企联盟充电设施的建设


大众、戴姆勒、福特和宝马联手创建了Ionity,主要在欧洲布局建设快充充电站,从2018年4月在德国建造首个快速充电站开始。预计到2020年中期,将在欧洲拥有400座快速充电站。这个事情的核心意义,是支撑戴姆勒、宝马、奥迪、保时捷和大众的纯电动汽车初期上量,也需要新一代属于车企可控的快充充电网络来支撑消费者在欧洲不同区域的通勤


这种合资的方式,是和日本充电服务公司(NCS)有些相似的,也是试图通过车企的合作模式来推进充电网络,进而推进车辆的销售。


日本充电服务公司是由日本四大车企共同发起设立的,其主要目的在于集中优势资源、统一调配、规划、财政补贴、资金统一管理,以建立起“易于使用”的充电设施网络。充电设施网络主要为分布在商业设施及住宿设施等“目的地充电桩”,高速公路的服务区、停车场及一般道路沿线的便利店、车场等“沿线充电桩”。它们采用统一的充电接口及协议,用户可以使用由NCS统一提供的充电卡进行充电。


图5 Ionity的充电网络规划


这种其实是比较有利的模式,在和特斯拉的竞争中可以充分推进基础设施的建设,让电动汽车的潜在消费者打消顾虑,并且在升级到100kW~150kW的功率层面,能够匹配最新的车辆充电功率。当然这种模式的缺点也是客观存在的:


  • 由于车企联盟对于基础设施的推进,是需要在联盟范围协商的,推进布站布桩的速度不可能特别激进。

  • 由于每家车企上量的速度不一致,每个股东投入和产出的回报是有差异的,如果后期纯电动汽车渗透率不同,追加充电设施的动力,每家的销量也会受到牵制。

  • 每个股东方只能为用户争取一个相对合理的价格,需要考虑运营快充企业的长期可发展性。


3)独立运营商


我们来看美国的情况,美国有三家规模比较大的充电桩运营商, Blink charging、ChargePoint,EVgo。Blink charging创立于2009年,在全美已拥有1。4万个充电站;ChargePoint成立于2007年,有大约5。5万根充电桩;EVgo成立于2010年,经营着美国最大的公共快速充电网络,有900多个快速充电桩,支持所有充电标准。


在这个领域运营有以下两个问题:


To C客户可持续发展能力:充电运营企业往往很难了解用户的快充需求地点,由于初期电动汽车用户选择快充缺乏足够的激励,往往以自己家的充电桩保底,然后找熟悉区域的充电点来做支撑,很难和充电运营商形成稳定的持续发展关系。


To B客户车企合作:车企往往是想获取运营点的位置来支撑销售,很难和充电网络运营商有很强的利益合作关系;和部分电动汽车的车队关系比较好维持,但是这方面还是少数。


图6 美国的第三方运营的快充网络


想要依托于专门的运营商来升级充电桩,前提是需要有足够的用户保有量,充电功率也要足够,还要有足够的频度和激励。目前欧洲、美国和中国的运营商,还是以保底客户为主,然后用积极投资的方式来做。特别是在中国,目前还在60kW的状态,想要进一步升级到100kW~150kW(400V平台),甚至更高覆盖到250kW以上(800V平台),目前来看没有特别大的动力。


4)中国的情况


在中国,政府为了推进电动汽车管家婆论坛资料充电设施已经做了很多的努力。在目前这个节点,我们看到有以下几点困难:


  • 电动汽车安全事故的多发,使得管理部门对于大功率快充可能引发的安全问题很慎重。

  • 标准问题:第一代标准支持400V 250A,实际一般在60kW左右,下一代要求更高电压和更高电流,充电接口和控制协议标准、有电网和车辆两边的协调问题需要解决。

  • 快充网络的运营,目前主要依托于面向公交专用的快充网络才能达到一定的盈亏平衡,而面向C端的充电量还没办法支撑充电网的运营。


我个人判断,中国要推动快充功率的升级,可能初期也要整合一些国内车企的力量,同时需要政府管理部门做统筹协调,什么时间点、走哪一步,这都非常关键。


小结


从续航里程、电池成本来看,其实中国汽车行业在纯电动汽车的开发上面积累了很多经验。在升级到更高快充功率的需求上,随着国内自主品牌把电量配置到60kWh~90kWh,这个需求马上要在下一代电动车中体现出来,这里面还是有一些矛盾需要我们去解决的。


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编辑:说书先生

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