移動(dòng)分布式充電，新能源汽車推廣的“最后一公里”？

隨著新能源汽車在中國(guó)的蓬勃發(fā)展，續(xù)航里程的焦慮逐步被補(bǔ)能焦慮所取代。充電問題被認(rèn)為是新能源汽車推廣的“最后一公里”，對(duì)于新能源汽車的普及發(fā)展至關(guān)重要。

新能源汽車的超預(yù)期增長(zhǎng)，充電設(shè)施成為了剛需.2018年底召開的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議上明確：5G基建、特高壓、城際高速鐵路和城際軌道交通、充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為“新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”。根據(jù)中國(guó)充電聯(lián)盟發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，截至2022年11月，聯(lián)盟內(nèi)成員單位總計(jì)上報(bào)公共充電樁173.1萬臺(tái)。今年前11個(gè)月，全國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施累計(jì)數(shù)量為494.9萬臺(tái)，同比增加107.5%；充電基礎(chǔ)設(shè)施增量為233.2萬臺(tái)，其中公共充電樁增量同比上漲105.4%。

▲圖1. 中國(guó)的充電設(shè)施的增加

2022年1-11月，充電基礎(chǔ)設(shè)施增量為233.2萬臺(tái)，新能源汽車銷量606.7萬輛，充電基礎(chǔ)設(shè)施與新能源汽車?yán)^續(xù)爆發(fā)式增長(zhǎng)。樁車增量比為1:2.6，如果僅從數(shù)量來看，充電基礎(chǔ)設(shè)施逐步開始符合消費(fèi)者的需求，但是充電方式的單一仍然不能滿足新能源汽車進(jìn)一步普及的要求，這里的核心是補(bǔ)能速度和便利性的矛盾。

▲圖2. 目前中國(guó)的車樁比

Part 1?

快充、換電和移動(dòng)補(bǔ)能

從補(bǔ)能的手段來看，之前主要靠強(qiáng)制家裝慢充設(shè)施，但這個(gè)方案會(huì)受制于小區(qū)的用電容量和停車位產(chǎn)權(quán)問題。隨著充電設(shè)施往公共領(lǐng)域方向拓展，行業(yè)內(nèi)主要有兩種意見，即快充派和換電派。技術(shù)層面來看，這兩種補(bǔ)能方式都有一定的市場(chǎng)空間，但在市場(chǎng)層面，誰率先跑通市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)，誰就可能一家獨(dú)大。

●快充

這是消費(fèi)者最喜歡，也是最像加油的模式。在各大充電站中，快充樁前總是排著長(zhǎng)隊(duì)，而慢充樁則無人問津。消費(fèi)者不愿意在補(bǔ)能上花費(fèi)太多時(shí)間，快充因?yàn)椴桓淖冊(cè)杏密嚵?xí)慣而受到消費(fèi)者歡迎，是目前汽車企業(yè)一直堅(jiān)持快充戰(zhàn)略的根本原因。在現(xiàn)實(shí)層面，快充卻存在電力供應(yīng)和車型支持兩方面的困擾。

車型先不說，快充客觀上存在的配電升級(jí)問題是，對(duì)電網(wǎng)沖擊很大，10個(gè)100～200kW的直流充電樁，需要一個(gè)額定1MW的變電站。一方面，電網(wǎng)審批很困難；另一方面，如果完全靠快充樁解決問題，對(duì)全國(guó)配電網(wǎng)擴(kuò)容壓力巨大，所需總投資額將是十萬億級(jí)別的。

●換電

車電分離和換電模式。與傳統(tǒng)的充電樁補(bǔ)電模式相比，換電具備高效補(bǔ)能和降低初期購(gòu)車成本的優(yōu)勢(shì)。

在高效補(bǔ)能方面，乘用車換電僅需1～5分鐘左右，與傳統(tǒng)充電樁相比具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；在初期購(gòu)車成本方面，由于動(dòng)力電池占比40％左右，“車電一體”的充電模式使整車成本被大幅抬高，車電分離模式下，電動(dòng)車購(gòu)置價(jià)最高可下降一半。但問題在于長(zhǎng)期使用的話，實(shí)際電池租賃成本并不低，在車輛使用全壽命周期里，租賃費(fèi)用要高于購(gòu)買成本。

換電既可以緩解充電時(shí)間長(zhǎng)的問題，集中充電也可以減少電網(wǎng)壓力，自然更受企業(yè)歡迎；同時(shí)換電在一定程度上可以規(guī)避快充對(duì)電池、車輛帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。換電站一般采用慢充，但換電規(guī)模和周轉(zhuǎn)率受到電池?cái)?shù)量制約，在用電高峰期也會(huì)遇到擠兌的情形。比如，11月長(zhǎng)春出租車換電問題就凸顯出換電模式在北方低溫環(huán)境下的重大局限性。

▲圖3. 兩種主要的派別

● 分布式移動(dòng)補(bǔ)電

除了快充和換電之外，消費(fèi)者還有別的選擇嗎？其實(shí)市場(chǎng)上現(xiàn)在一種新型的補(bǔ)能模式——移動(dòng)補(bǔ)電，正在嶄露頭角。這個(gè)模式可以結(jié)合快充和換電的部分優(yōu)勢(shì)。

從設(shè)計(jì)原理來看，這是一個(gè)隨時(shí)能移動(dòng)的充電站，相當(dāng)于我們手機(jī)的移動(dòng)電源，能夠保證隨時(shí)隨地都能充到電。目前在市場(chǎng)上，已經(jīng)出現(xiàn)了多種移動(dòng)補(bǔ)電的方案，如移動(dòng)能源補(bǔ)電車、移動(dòng)儲(chǔ)能車、移動(dòng)充電機(jī)器人等解決方案。

◎移動(dòng)能源補(bǔ)電車

移動(dòng)補(bǔ)電車相當(dāng)于一座小型“充電站”，作為分布式儲(chǔ)能電源或應(yīng)急電源其作用是隨時(shí)隨地為電動(dòng)汽車應(yīng)急充電。移動(dòng)充電車可利用快充模式，在緊急情況下，給電動(dòng)汽車充電，這種移動(dòng)補(bǔ)電車進(jìn)行特殊情況補(bǔ)電。

▲圖4. 移動(dòng)補(bǔ)電車

◎移動(dòng)充電機(jī)器人

在擁擠的城市地下車庫(kù)中，找到一個(gè)空閑的充電樁事一件麻煩事情。但通過移動(dòng)式智能充電機(jī)器人，可以讓機(jī)器人去不帶充電樁的車位給車補(bǔ)能，目前市面上的充電機(jī)器人可以做到一次性充滿續(xù)航里程約600km的新能源車。

改變了原來車找樁的方式，變成了樁找車——通過小程序或APP來呼叫充電機(jī)器人，機(jī)器人聽到呼叫之后就會(huì)根據(jù)預(yù)先規(guī)劃好的路線自主行駛至指定位置充電，充完可以自行返回。

▲圖5. 移動(dòng)機(jī)器人

Part 2

移動(dòng)補(bǔ)能的使用前景

●移動(dòng)補(bǔ)能場(chǎng)景

這種移動(dòng)補(bǔ)能的機(jī)器人，是目前充電設(shè)施布局的一種新型的方式。從運(yùn)用范圍來看，可以為公共停車設(shè)施、購(gòu)物和娛樂中心、酒店、車隊(duì)運(yùn)營(yíng)商和業(yè)主提供方便快捷的充電，克服固定電動(dòng)汽車充電樁和換電站的限制，并節(jié)省昂貴的電力基礎(chǔ)設(shè)施擴(kuò)容費(fèi)用。這個(gè)機(jī)器人還可以通過屏幕的數(shù)字廣告服務(wù)器可以為設(shè)施產(chǎn)生廣告收入并顯示定制信息。充電機(jī)器人可以通過移動(dòng)應(yīng)用程序或車載信息娛樂系統(tǒng)被召喚到電動(dòng)汽車所在的停車位。充電結(jié)束后，機(jī)器人能夠自行返回其基地，通過電網(wǎng)、電池或太陽(yáng)能或這些的組合進(jìn)行充電。

這是一種新型的MPS（Mobile Power Solutions）充電解決方案，在靈活部署方面有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也符合“根據(jù)用戶側(cè)應(yīng)用場(chǎng)景推動(dòng)新能源設(shè)備”的政策方向，作為用電側(cè)的分布式儲(chǔ)能功能，為新型能源網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提供支點(diǎn)。

●移動(dòng)補(bǔ)能“搬電”的意義

在移動(dòng)補(bǔ)能的設(shè)計(jì)中，很有意思的是：這個(gè)機(jī)器人從電網(wǎng)上取電，也是一種典型的分布式移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)施。這可以理解為一個(gè)可移動(dòng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，通過為電網(wǎng)運(yùn)行提供削峰填谷、調(diào)頻調(diào)峰，有序充電，緊急支撐等調(diào)配服務(wù)。然后根據(jù)停車場(chǎng)內(nèi)的需求，把這個(gè)電有效地提供給電動(dòng)汽車的充電用戶。同時(shí)根據(jù)區(qū)域的電力負(fù)荷，節(jié)約火電調(diào)峰調(diào)頻負(fù)荷，節(jié)約二氧化碳排放，產(chǎn)生碳交易收益。

對(duì)消費(fèi)者來說，只要一個(gè)區(qū)域里面有這些移動(dòng)的儲(chǔ)能+充電系統(tǒng)，當(dāng)需要的時(shí)候，只需要用手機(jī)就能實(shí)現(xiàn)“無感”充電。

Part 3

布局移動(dòng)補(bǔ)能的公司和產(chǎn)品

移動(dòng)補(bǔ)能的特點(diǎn)在于：

◎ 從用電角度看，MPS充電擺脫了電網(wǎng)的束縛，實(shí)現(xiàn)削峰填谷和減少電網(wǎng)負(fù)荷，讓充電更安全更有保障；

◎ 從場(chǎng)地角度看，MPS充電突破了空間局限，部署更靈活；

◎ 從應(yīng)用場(chǎng)景看，MPS實(shí)現(xiàn)了既是充電樁又是儲(chǔ)能站，經(jīng)濟(jì)效益直接翻倍。

目前在這個(gè)市場(chǎng)上已涌現(xiàn)出不少參與者，但主要以概念設(shè)計(jì)為主，如何跨越概念到實(shí)用化產(chǎn)品之間的鴻溝，考驗(yàn)的是入局者的技術(shù)與資源能力。目前的參與者包括有電池公司孵化（遠(yuǎn)景、國(guó)軒）、汽車公司設(shè)計(jì)（大眾）和電力公司孵化，另外一些新興科技公司也瞄準(zhǔn)了這一市場(chǎng)。

比如大眾汽車集團(tuán)設(shè)計(jì)概念版的Mobiler Laderoboter（移動(dòng)式充電機(jī)器人），通過允許充電器進(jìn)入車輛來緩解充電難的問題。充電機(jī)器人配有攝像頭，激光雷達(dá)和超聲波傳感器，可以使用機(jī)械臂和25 kWh電池“貨車”自行為停放的汽車充電，充電功率達(dá)到了50kW。

▲圖6.大眾的充電機(jī)器人概念

電池企業(yè)的遠(yuǎn)景充電機(jī)器人「摩奇」（Mochi），采用遠(yuǎn)景AESC車規(guī)級(jí)安全電池，單臺(tái)容量為70千瓦時(shí)，充放功率為42千瓦，適配市面上主流電動(dòng)車型。這臺(tái)充電機(jī)器人搭載了激光雷達(dá)、超聲雷達(dá)等多傳感器，具備自動(dòng)行駛和自動(dòng)充電的功能；面對(duì)障礙物，可實(shí)現(xiàn)安全停止。

▲圖7.遠(yuǎn)景的移動(dòng)充電機(jī)器人

另一家電池企業(yè)國(guó)軒高科也自主研發(fā)并制造易佳電智能移動(dòng)儲(chǔ)能充電樁，通過移動(dòng)充電的方式解決充電問題。產(chǎn)品具有易布局、多場(chǎng)景、大容量和高功率等特點(diǎn)。

▲圖8. 國(guó)軒的設(shè)計(jì)

除了車企和電池企業(yè)，一些新興科技公司也頗具破局潛力。今年2月于上海成立的國(guó)廣順能就高調(diào)宣布入局MPS，并打造了DHForce黑馬原力品牌，通過最新一代智能移動(dòng)充電產(chǎn)品，為用戶提供全鏈路無感充電服務(wù)。其創(chuàng)始人鄧曉光曾就任于西門子VDO、上汽集團(tuán)新能源、哪吒汽車、清陶固態(tài)電池，也是現(xiàn)行國(guó)家充電標(biāo)準(zhǔn)起草人之一，是一手打造量產(chǎn)50萬以上產(chǎn)品的資深汽車人，網(wǎng)聚了一批能源領(lǐng)域?qū)＜?、?guó)際權(quán)威認(rèn)證機(jī)構(gòu)專家以及來自阿里、華為、大眾、特斯拉等企業(yè)核心管理層。據(jù)悉其產(chǎn)品將于明年開啟試運(yùn)營(yíng)，市場(chǎng)是否會(huì)迎來期待已久的切實(shí)解決痛點(diǎn)的好產(chǎn)品，我們將持續(xù)關(guān)注。

從目前來看，想要打造出完整的移動(dòng)充電產(chǎn)品，并推廣和普及起來，科技公司的機(jī)會(huì)更大一些。

▲圖9.國(guó)廣順能的方案

小結(jié)：要打造好中國(guó)的補(bǔ)能體系手段有很多，對(duì)用戶而言，閉環(huán)的移動(dòng)分布式充電是一種既有趣也更便利的方案，且很有潛力——把儲(chǔ)能和移動(dòng)充電結(jié)合起來的MPS，既可以為電網(wǎng)運(yùn)行提供削峰填谷、調(diào)頻調(diào)峰，有序充電，緊急支援等調(diào)配服務(wù)；又能節(jié)約火電調(diào)峰調(diào)頻負(fù)荷，節(jié)約二氧化碳排放，產(chǎn)生碳交易收益。

目前這一尚處啟動(dòng)期藍(lán)海階段的市場(chǎng)，已經(jīng)開始吸引各類典型實(shí)力玩家入局，移動(dòng)充電的社會(huì)價(jià)值及市場(chǎng)價(jià)值逐漸凸顯，相信市場(chǎng)期待的更實(shí)用的解決方案也會(huì)提早到來。

審核編輯 ：李倩