电动汽车电池充电服务是未来的大产业


 

国务院日前通过的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》明确提出,要以纯电驱动为汽车工业转型的主要战略取向,除了建立研发体系、突破关键核心技术、加快推广应用和试点示范外,因地制宜建设慢速充电桩和公共快速充换电设施等也是其中的重要内容。

按照规划,2015年,我国纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量将达到50万辆,2020年将超过500万辆。《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》指出,要以纯电驱动为汽车工业转型的主要战略取向,当前重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化,推广普及非插电式混合动力汽车、节能内燃机汽车,提升我国汽车产业整体技术水平。争取到2015年,使新能源汽车、动力电池及关键零部件技术整体上达到国际先进水平。

未来中国将成为新能源汽车的最大市场。在第十二届北京国际车展上,通用、丰田、大众、宝马等众多跨国车企都展出了新能源汽车领域的新突破和新成果,自主品牌新能源汽车同台竞技,毫不示弱。比亚迪第一批投入的电动汽车中,有的已经跑了超过50万公里,运行效果良好,目前已经接到1000辆大巴车订单。

去年杭州购置了408台新能源汽车,基本是纯电动车,其中有184台用作出租车。截至今年3月底,出租车加租赁车已总共运行630多万公里,这增加了在行业内的数据积累和沉淀,也对产品的改进起到了关键作用。

在新一轮产业制高点的控制上抢占先机,谋求全球产业链的利益再分配 电动汽车近年来在各大城市的身影逐渐增多,已开始从研发试验阶段走到了量产关口。其粮草如何补给,直接关系到未来电动汽车能不能走入千家万户。

辽宁朝阳立塬新能源公司研发一种高性能动力电池,命名为电容型锂离子电池,通过将超级电容器和锂离子电池的工作原理、性能优势相结合,以大幅度提升传统锂离子电池功率特性、温度特性、循环寿命等关键性能为目标。这种电池克服了传统锂离子电池功率密度较低、超级电容器能量密度较小的性能缺陷,具有高容量、大功率、长寿命、安全环保等优点。在项目研发过程中,申报国家专利35项,已授权27项

2012年1月,电容型锂离子电池产品通过了辽宁省科技厅和经信委共同主持的科技成果认定。同时,经过国家“863”计划电动车动力电池测试中心评价、检测和成果认定。专家认为,电容型锂离子电池具有功率密度高、能量密度大、寿命长、充电时间短、温度特性好等优异性能,明显优于铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和普通锂离子电池,循环寿命和低温性能达到同类产品的国际先进、国内领先水平、是目前为止综合性能最优、性价比最高的环保储能电池,是普通锂离子电池的升级换代产品,将会为我国电动汽车的推广使用带来新的突破。

目前,包括美国、韩国、意大利、德国、印度、俄罗斯、荷兰等在内的21个国家和地区120多家用户与立塬公司签订了购货协议和合作意向,意向订单达到8.85亿元。

在现实中,纯电动汽车对于绝大多数人而言不是很遥远。

纯电动车的成本过高,相较普通内燃机汽车而言,同等动力的纯电动车的成本往往是2倍以上。尽管国家给予了一定的税费减免甚至直接补贴,与普通动力车辆相比,纯电动车的购置费用仍然过高,这制约了人们购买的欲望;其次是续航能力有限。目前已经产业化的纯电动车,一次充电续航里程普遍在200公里以内,若仅在城市使用倒还够用,而一旦目的地稍远则难以为继;最后则是能源补充速度过慢。与液体燃料相比,电能补充速度过慢,尽管目前已经开发出很多大电流专业充电设备,但充电时间最多也就达到30分钟快充的水平

从消费者的需求角度看,即插即充式的快速充电站更受欢迎。而更换电池也有好处,就是比较方便,甚至小商店都可以变成更换电池的站点。目前,电动汽车的主要技术瓶颈之一就是电池技术。能不能降低电池成本,缩短充电时间,并且充满后能够让车行驶更远一些的距离

  相关充电设备盈利前景可期

未来,当你驾电动汽车回家后,可以在小区停车场充电桩充电;当你将车开进超市停车场充电,等购物归来时电已充满。

电动车充电桩,只要将IC卡放在刷卡区,打开充电口盖板,就可以接上电缆为电动车充电了。

 据测算,一辆社区小巴充电68小时,充电25千瓦时,可继续行驶90公里至110公里,充电成本不足15元;若用燃油完成同样里程,每天能源开支则超过60元。充电桩具有较好的实用性,可能更受欢迎、发展空间更大,其数量可能供不应求。

由于电力能源的经济性和环保性,一旦电池技术取得突破,充电站将批量建成,电动家庭轿车也将随之盛行。未来,充电站(岛)将是满足家庭轿车充电需要的主要设施。它占地面积不大,一次可供五六辆轿车充电。

 目前,充电站有普通充电、快速充电及更换电池这三种充电模式。普通充电是采用现在的交流插头插在车上,需要2小时至8小时;快速充电电量大,在20分钟至30分钟内,可为电池充电50%80%,使汽车可以继续行驶;电池更换则是将用完的电池卸下,更换上充满电的电池

在日本东京,目前电动汽车充电站在楼宇、路旁的充电桩随处可见;在美国加州斯坦福大学里,有专供电动汽车充电的停车位,每两个车位之间就有一个充电桩。目前,我国仅北京、上海、深圳、南京建有充电站。2008年,我国建成了世界上最大的充电站——北京奥运会电动公交车充电站,采用电池更换模式为奥运会期间运行的50辆电动公交车提供能源补给服务。

工信部数据显示,截至2011年7月,25个试点城市节能与新能源汽车总保有量超过1万辆,其中私人购买新能源汽车超过1000辆,建成充电站与换电站近100座,充电桩4500多个,示范运行总里程超过33000万公里。

电动车与电池可以分开经营

其实纯电动车的问题,归根结底在于电池,其成本占据了纯电动车制造成本的40%以上,如一台纯电动大巴,其电池成本高达80万元至100万元。目前的电池充电技术,关键是在充电时间如何容易让人们接受。已开发的交流充电桩、直流大功率的充电机和车载充电器都在实际应用中不断改进提高。大客车、环卫车、出租车等车辆正逐步向集中换电池发展,以提高效率。还可利用夜间电价比较便宜的优势给车辆进行慢充。

那么,是否可以换一个思路来发展纯电动车呢?

曾经在家家户户的厨房中都占有一席之地的液化气瓶,这些气瓶有专门的国家标准,规范了体积和重量;气瓶的所有权属于加气站,消费者支付一定的押金租用气瓶;瓶中的液化天然气用完之后,气站会送来装满燃气的气瓶,换掉空气瓶,而消费者无需关心自己用的气瓶之前到底放在谁家。更换电池是否也适合这种模式呢?

更换电池这种模式还有一些缺陷。第一,更换电池和更换煤气罐不完全一样,电池价格本身比较昂贵,电池的新旧程度都将影响电动汽车的使用效果,一旦更换后的电池在使用中出现故障,又该如何更换,这都是问题;第二,电池是组成电动汽车的一部分,与电动汽车一样具有私有财产属性,可如果更换电池像更换煤气罐一样的话,就意味着电池具有了公有属性,这不得不让使用者担忧。因此,要保证更换电池这种模式健康发展,就需要政府制定一定的规范和准则,严格实现电池标准化生产,切实避免电池的充电质量问题。

要解决电动车更换电池这种模式的缺陷,相关部门可对车用电池进行规范,制定相应的国家标准,消费者通过租用电池驱动纯电动车,而电量用完之后,可以通过更换充满电的电池,重新获得能源。这样一来,制约纯电动车的几个难题迎刃而解――纯电动车不再包含电池,整体成本将大大下降;更换电池的速度远高于充电速度,此举能有效降低纯电动车补充能源的速度;现有的加油站加气站无需任何技术改造,就能变成纯电动车的加电站”。

值得关注的是,更换电池普及之后,为电动汽车电池充电将会带动太阳能、风能、生物质能等绿色新能源产业的发展,因为这些新能源所发出的电力,不烧煤、不烧油,是真正的可持续发展的能源,况且其环保效益功莫大焉。特别是太阳能发电,如果直接用来给电池充电,就减少了电能转换的中间环节,利用率将大大提高。同时,这些绿色能源直接用来充电池供电动汽车使用,将彻底解决绿色能源“上电网难”的老大难问题。太阳能充电是一个大产业,必将给农民带来新的致富机会。当农村的荒山、屋面、路边、田埂等闲置而有阳光的地方,都利用起来安装太阳能接收装置,为蓄电池充电,供电动汽车、拖拉机、轮船甚至火车使用,将是我国能源领域的一场新的革命。

专业公司收集“电池租赁站”中待充电的电池,分送到那些太阳能充电装置处让其为电池充电,有严格专业的验收标准。充满电的电池由专业公司收集调运到“电池租赁站”供需用着更换电池,形成循环供应体系。在激励手段上,相关部门可直接补贴绿色能源、电动汽车电池的生产和“电池租赁站”服务行业,让财政投入更有效果。

近年来,多个试点城市前期积累具备了各自的推广优势,同时通过各种创新模式积极推动当地绿色出行。各新能源汽车示范推广城市和个人购买新能源汽车补贴试点城市功不可没。

北京  面对巨大的环境和交通压力,北京市对新能源汽车寄予厚望。2008年北京奥运会期间,北京市就曾经创造了自主品牌新能源纯电动公交车24小时示范运行的纪录。北京市多年专注于环卫车、公交车等主导电动车型的研发,示范计划已经投运相关车辆1691辆,预计今年底这一数字将突破5000辆。北京市将建设256个充电站4.2万个充电桩。

十二五时期北京市将建设256个充电站210个配送站,4.2万个充电桩,达到与加油站5公里的服务半径相当水平,并通过智能化充电网络实现电池及充电能力智能化调配,试点太阳能、风能为电动车充电技术。目前北京市有50辆纯电动出租车、1060辆纯电动环卫车,50辆纯电动公交车在运行。航天桥新能源汽车充电站是第一个建成的充电站,采用的是集中换电池方式,目前西城海淀200辆大型环卫车在这里换装电池。换装电池使用机器人8吨环卫车能够在4分钟内完成换装,16吨环卫车8分钟就能换装。据介绍,换装一次充电电池环卫车能够行驶120公里。在马家楼等16座充电站是采用插电式充电方式,主要供电动出租车、小型环卫车使用,68小时能够充电80%

 自2010年以来北京市启动建设了19座电动车充换电站,其中乘用车充换电站1座,公交环卫冲电站18座,航天桥、延庆、大屯、呼家楼、岳家楼、马家楼、熊猫环岛、西直门等8座电动车充换电站。今年北京市还将在高安屯、小营、四惠等地建设39座充电站,其中乘用车充电站18座,公交环卫充换电站21座,可满足850辆乘用车、300辆公交车、1220辆环卫车的充换电需求,形成延庆至大兴、贯穿京城南北的乘用车充换电服务通道和京津城际充换电站网络。目前,选址工作已初步完成,高安屯站还将应用太阳能发电技术为电动车充电。

十二五期间北京市将建设256个充电站4.2万个充电桩,210个配送站,形成分区分级智能充换电服务网络,全面满足7.13万辆各类电动汽车的充换电需求。其中18座为公交充换电站,63座为环卫车充换电站,沿二环到三环、四环、五环外形成三个环状,全面满足770辆公交车、8080辆环卫车的充换电需求。385座为乘用车充换电站,包括充换电站175座,电池配送站210座,建成后将实现与加油站5公里的服务半径相当水平,能够全面满足62470辆乘用车的充换电需求,实现电池及充电能力智能化调配,并试点用太阳能、风能为电动车充电。

上海  在上海嘉定汽车城的核心区域,一排排一人高的充电桩,整齐地竖立在停车位旁。如果你开的是电动汽车,停好后插卡就能取电,为车子补充能源。上海电力建设的充换电设施已经在嘉定成规模投入使用,在这里不会遭遇充电难 

    上海电力为此一批批建设充换电设施、一批批投入使用。为保证中国(上海)电动汽车国际示范城市试乘试驾中心去年5月落成,上海电力提前一个月建成并投用了45交流慢充桩

在嘉定汽车城里,除了充电桩,车主们还可选择充换电站。 紧邻试乘试驾中心有一座玻璃小屋,这便是一个即将完工的小型充换电站。它有充电、换电两种功能。上海电力嘉定公司基建部工程师徐胜玲告诉记者,它除了能给电动车充电,电池架上的24个电池箱可供6部小轿车同时换电——“我们在晚上为电池充电,此时电价低;而电动车直接更换电池,能省去充电等候的时间。

天津  作为全国第二批新能源试点城市,截至2011年年底,天津共建成电动汽车充电桩327个,遍布全市16个行政区县,此外还建有普济河道充电站、华明镇充电站、中新天津生态城等5座大型充电站。

依据随需而建,适度超前的原则,天津于2010年开始规划建设充电设施,主要包括充电桩和大型充电站。充电站内主要为直流充电设备,为大型客车、电动公交车提供服务,而充电桩提供交流电,服务于家庭型的轿车、出租车。截至2011年底,天津各充电站充电2418次,共计充电458732度。

合肥 2011年年初,合肥市的585辆纯电动轿车全部交付到位,在中国私用电动汽车补贴试点城市中,合肥远远超过其他城市,成为私人轿车推广最多的城市。

打造了中国首条纯电动公交车线路的合肥在公共领域推广纯电动客车时采用电池融资租赁模式。由于电动客车一次性购置成本高,而且电池性能有待长时间运行检测,所以合肥有关部门将车体和电池分开采购,电池采取租赁方式使用,分年支付电池租赁费用。

    合肥市引入一家资产租赁公司买下电池,租给公交公司使用,租赁费用由合肥市财政拨付公交,再由公交公司根据车辆运行状况拨付资产租赁公司,这样既缓解了企业资金压力,也为车辆后续维保等工作提供了保障。 目前合肥有6个充电站和526个充电桩,基本够用,但是未来大批电动汽车进入市场的话,充电设施的建设就非常重要。

  未来合肥市将建设3个充换电站和1000多个充电桩,过去6个充电站主要是公交车在使用,新建的3个是换电站。换电站采用的是直接更换电池,比充电要快。不过考虑到电池的成本问题,目前这种换电模式适用的车辆不多,主要是大型公交车辆。

  杭州   在浙江省杭州市,当地安排8.6亿元的财政资金,重点对私人购买新能源汽车的使用环节进行财政补助。还综合运用技术改造、技术创新、首台(套)奖励等工业政策,积极支持新能源汽车产业的发展。

   深圳  2009年年初,深圳市被确定为新能源汽车示范推广城市之一。目前,该市成立了全国首家纯电动车出租公司,已有30辆纯电动出租车上路,本月底还有20辆纯电动出租车投入运营。到今年年底,该市投入运营的纯电动出租车可达100~200台。同时,深圳已相继开辟3条新能源公交示范线、150辆混合动力的公交车投入运营;公务系统也有20辆双模电动公务车示范运行。

  但是,由于相关技术标准的欠缺,电动汽车的规模化推广受阻。为解决这个难题,去年年底,由深圳市发改委和市场监管局牵头,组织该市城市发展研究中心、南方电网、比亚迪公司等相关企业和研究机构,组成联合课题组,开展电动汽车充电系统技术规范的研究和编制工作。今年322日,深圳市《电动汽车充电系统技术规范》通过专家评审。

  深圳市标准化指导性技术文件库时看到,该技术规范包括了通用要求、充电站及充电桩设计规范、非车载充电机、车载充电机、交流充电桩、充电站监控管理系统、非车载充电机电气接口、非车载充电机监控单元与电池管理系统通信协议、城市电动公共汽车充电站9个部分,对相关的技术要求都作出了明确的规定。

  按照《深圳市节能与新能源汽车示范推广实施方案》规划,该市将在公交(出租)、公务车、家用汽车3个领域进行全面推广,力争到2012年累计示范推广各类新能源汽车2.4万辆。其中,推广混合动力及纯电动公交车4000辆、双模电动出租车2500辆、双模电动公务车2500辆、双模电动私家车1.5万辆。 为了完成上述示范推广计划,满足各类新能源汽车充电的需要,深圳市共需投资建设公交车快慢速充电站各25座,公务车慢速充电桩2500个,社会公共慢速充电桩1万个,社会公共快速充电站200座,形成一个汽车充电站(桩)网络体系。

  而在不久前的大运会期间投入2011辆新能源汽车参与示范运行的广东省深圳市,则提出融资租赁、车电分离、充维结合的新能源公交车购买、运营及维护方案。同时还与绿色出行基金等机构合作,以减排交易所得收入补贴新能源公交,力图形成政府、企业、市场三方共同扶持新能源汽车应用的良性循环机制。预计到2012年,深圳每年可直接节约成品油约10.9万吨,节省燃料成本约5.8亿元,减少二氧化碳排放约14.6万吨,减少一氧化碳排放约1026.6吨、减少碳氢排放约81吨,减少氮氧化合物排放约135.1吨。

   武汉   为落实国家十城千辆新能源汽车推广计划,湖北省电力公司正与各地市政府合作推进充电设施建设。包括武汉在内的各地市今年试点建设的大中型电动汽车充电站将达16座,优先在供电营业网点、政府机关、公共建筑和居民小区等区域的停车场建设交流充电桩共300个,总投资1.27亿元。其中,武汉年内将建成3座电动汽车充电站;5年后还将建成30座充电站、500个充电桩。武汉供电公司副总经理傅建均分析认为,目前全市营运的社区小巴有300多辆,电动自行车10万多辆。充电桩可以为这两种车辆提供更经济的服务。

辽宁

  国家电网辽宁省电力有限公司首批建设的数百个电动新能源汽车充电桩,已在辽宁沈阳、大连、锦州等地街头相继投入使用。沈阳已有几十辆油电混合动力公交车上线运营,时速20公里以下完全可靠电力驱动。

在锦州市,一辆辆蓝白色的电动出租车在街上行驶运营。电动车噪音低,没有汽油味,很受乘客欢迎,每个月还能节省上千元油钱。

  电动车最高时速可达120公里,充电一次能连续行驶400公里,而充电费仅为燃油汽车加油费的30%左右。锦州首批建设的30个充电桩,为电动车充电提供了保障,去年锦州已有上百台电动出租车投入运营。

辽宁今年又投入3.74亿元,新建7座充换电站和400个交流充电桩,预计年底全省将有14座充换电站、715个交流充电桩建成。十二五期间,力争智能充换电服务网络全面覆盖辽宁沿海经济带和沈阳经济区主要城市,即使在高速公路上行驶的电动车辆,也可以得到充电服务。目前,国家电网辽宁省电力有限公司已初步完成首批300个交流充电桩和4座充电站建设,着力构建环渤海经济圈电动车充电服务网。

山东    山东电力集团公司作为国家电网公司首批电动汽车试点运行单位,勇担责任,继承创新,圆满完成国家电网公司重大科技专项《山东省纯电动汽车应用前景研究报告》、《电池-电容电动汽车相关技术及中小城市电动汽车的能源供给模式研究报告》和《超级电容公交车相关技术及其推广模式研究报告》。积极筹措资金,购置了8辆纯电动流动服务车,分别在济南、青岛、烟台、聊城、威海供电公司试运行。 2008年,为支持山东举办奥帆赛和第十一届全运会,国家电网公司向山东省人民政府赠送10辆电池-电容混合型纯电动大客车,6辆在济南102公交线路运行,4辆在青岛501线路上运行,目前已累计运行16.5万公里

2010年,公司将加大资金筹措力度,计划在系统内部再试点运行14辆纯电动汽车。

    按照统一标准、统一规范、统一标识、优化分布、安全可靠、适度超前的原则,计划2010年在全省建设9座充电站(电池更换站)及500个交流充电桩。其中,济南建设5座充电站,临沂建设4座充电站。根据聊城、德州、淄博、青岛、潍坊、烟台、济宁等市电动汽车发展情况,适当加大充电站建设规模,满足地方电动汽车发展需求,确保9座充电站和500个交流充电桩10月底前全部建成投运。

临沂市十里堡充电站是临沂市2010年计划建设的四座充电站之一,是一座特大型充电站。充电站配电总容量3200千伏安,安装1600千伏安变压器2台,充电机30台,直流充电桩30个,满足30辆电动汽车不间断充电;交流充电桩15个,满足15辆电动汽车进行充电。该充电站5月底建成投运后,将成为全国规模最大,设备最完善,技术最先进的电动汽车充电站。

   这些试点城市,在城市绿色出行方面下了大力气,也为新能源汽车在全国的全面推广积累了宝贵经验