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新基建2021和充换电发展的分析

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充电桩行业伴随着新能源汽车的发展而来。2020年,充电桩被纳入新基建,又写入政府工作报告,成为发展新能源汽车、激发新消费需求、助力产业升级的前置条件。在新商业模式探索、新一轮政策指导作用下,充电桩发展新通道开启,迎来新机遇。

充电桩产业链分为设备制造商、电力供应商等供应端,运营商、新能源车企等运营端,以及地图导航、支付功能等支持端。其中,核心环节是运营端,负责充电桩的投资建设和运营管理。目前,运营端主体中国资企业、民营资本、整车企业皆有参与。


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中国电动汽车充电基础设施促进联盟(以下简称:充电联盟)数据显示,截止2020年12月,全国充电基础设施累计数量为168.1万台,同比增加37.9%。
直流桩是未来公共桩的必然选择
目前,公共交、直流充电桩的比例保持在6:4左右,交流桩的比例更多,主要是因为在行业发展初期,慢充的交流桩依靠着结构简单、技术成熟、成本低的特点,非常适合厂商跑马圈地,因此被广泛投放以抢占市场,但是在充电桩技术和市场日渐成熟后,直流桩才是未来公共充电桩的必然选择。


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从上图可以看出,依然是充电联盟数据,充电桩运营头部企业特来电、国家电网,都在直流桩数量上都占据相当优势,也是他们运营的重点。
主要原因有四:
A、电动车主对快充的需求十分强烈

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在艾瑞和QQ Survey对全国一、二线1034名电动私家车用户调研时,在选择充电桩的决定性因素中,充电速度成为吸引车主最直接的原因,60.8%的私家车主十分在意充电速度和效率。


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直流充电桩的平均充电时长为1小时54分钟,85%的用户可以在2.5小时内结束充电,而交流充电桩平均充电时长5小时45分钟,66.2%的用户需要5小时以上的冗长充电时间,这两者将近4小时的时长差距直接决定了车主最明显的使用偏向。
并且,上面调查针对的是私家车主,对于出租车、网约车等对时间成本特别敏感、日行驶里程长、充电频率高的专用车,对充电效率的要求更高。
B、直流桩功率的提升、成本的下降
公共桩快充占比方面,2020年全球功率超过43kW的直流快充桩比例为23%,中国对此贡献很大,在国内,这一比例达到35%。


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原因已经反复强调,即我国对快充直流桩需求较高。所以功率的上升可以迎合了市场需求,也会加强直流桩的竞争力。
C、新能源汽车动力电池容量的上升
动力电池的快充性能决定了快充桩的天花板,直流快充桩想要发展,必不可少需要动力电池的配合。现在的宁德时代、比亚迪等动力厂商电池都在努力提高电池能量密度以加强续航,2020年新上的纯电动乘用车能量密度基本都已经超过150Wh/kg,平均续航里程超过400km。
新能源车续航里程的提升使得大功率的直流公共桩实用度提高,加速车主对于直流桩的偏好,是直流桩成为未来公共桩选择方向的关键原因。
D、数据和信息交互需求
相较于前三条原因,对重要的也是最具价值的,是第四条:
只有直流桩,在充电过程中才能和车辆产生数据和信息交互。在满足基本充电需求的同时,可衍生出数据增值、充电安全、能源交易等多种商业模式。
然而,相比于直流充电桩和车之间数据和信息的简单交互,充电网和车、能源、人之间的数据信息交互是深度的,可以探侦到车辆更深层、更底层的物理数据。
例如,特来电的充电网就是一个从“设备层、控制层、能源层、数据层”深度融合的智能充电系统,通过在充电过程中和车辆的深度交互,收集充电数据及新能源车系数据,建立了两层安全防护体系,建立新能源车系档案,保证防护的精准度,大大提高充电安全。
当一辆车离开车厂的时候,就像一个孩子离开了家来到学校,谁了解孩子最多呢?绝对不是家长,而是学校的老师。充电网,就如同学校的老师一样,可以把车上的诸多数据、场景、环境……拿到充电平台上做数据分析,为每辆车制定专属的安全模型、健康模型、运营模型和经济模型。
充电网通过在充电过程中,对车辆数据收集和信息交互,在车辆端,对电池过温、电池温度异常、电池过充、数据不刷新等11种情况进行实时诊断和全面防护;在数据端,植入大数据防护软件,通过检测该车实时数据+历史数据,并抓取同期、同型号车的充电和汽车数据,形成自修正的安全评估模型,评估当前的汽车安全。


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随着电动汽车保有量的爆发式增长(2030年新能源车保有量将达到1亿辆),直流快充桩将成为充电数据和能源数据的流量聚合入口,将产生巨大的数据价值和流量价值。
充电OR换电?换电站建设痛点难突破
换电站的建设速度十分惊人,自2019年8月到2020年12月,1年多时间换电站保有量从245座增加到734座,前三运营商分别是奥动、蔚来、伯坦的286、175、94座。
电动汽车换电模式是指通过集中型充电站对大量电池集中存储、集中充电、统一配送,并在电池配送站内对电动汽车进行电池更换服务或者集电池的充电、物流调配、以及换电服务于一体。

但换电模式的痛点依然是难以突破的瓶颈。


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主要痛点有四:
A、电池标准化太难
车电分离首先要求动力电池的标准化,BMS标准化、接口的标准化、软件管理的标准化,车辆任何升级必须兼容上一代产品。目前,各大动力电池生产厂商还处于自主研发、各自为政的发展阶段,而各车企内部的发展阶段和技术路径也不尽相同。
电池标准化太难,每家车企都想把自己的换电做成标准,这么多车企,要想统一,是不现实的。
B、投资大成本高
换电需要铺设大的网络,投资规模远大于充电。建设面向一个城市的换电网络,为那些专用的换电车服务,至少6-8年,甚至更远才能收回成本。
换电站成本高于充电站,换电站建少了,用户不方便,换电站建得多,投资和运营成本更高,亏损就更大。
C、换电站爆燃隐患大
电池燃爆的主要原因是电池内部绝缘破坏,形成正负极短路,若不能及时将故障电芯从电池组中切除隔离,将导致相邻电芯短路,并蔓延演化为热失控,电池组就像一个炸弹一样燃爆,不管充电还是换电,劣质或者老旧电池燃爆是不可避免的,安全隐患巨大。
D、客户体验提升难
新旧电池的混用会导致用户的体验感极差,就像手机换电时代,使用原装电池和使用备用电池,经常会让人出其不意的烦恼,所以今天才让我们看不到换电的手机,而是变成充电模式。换电的体验随着时间和代际的推移,客户的体验感将越来越差。
由此看来,换电模式技术上不可行,经济上不合算,相较于充电模式,换电或许还有很长的路要走……


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