没有风的时候,才会瞅啥都像风口
卡门精选2022-08-23
行业
换电风口,别等了

本文来自微信公众号“autocarweekly”(ID:autocarweekly),作者:autocarweekly,文:嗷嗷胡,未来汽车日报经授权发布。

换电,当下最热门的10086条“万亿赛道”之一——是的没错,这年头“万亿赛道”都能批发了,简直遍地是金子。

年初宁德时代发布了EVOGO“巧克力”换电系统,一下子降低了主机厂加入换电阵营的门槛。上汽集团也在加码换电路线,最新出的飞凡R7也支持换电,宣称可实现“2.5分钟快换”。

不过,算上起步最早的蔚来换电站,一系列不声不响的To B换电体系,换电阵营在整个纯电动车市场中,无论销量层面还是产品选择,起码目前为止仍是小众的另类。即便宁德时代、上汽助力,也还没引发可察觉的质变迹象。

换电的风口还没刮起来,另一边,主流的超级快充也在补短。小鹏拿出了最新一代S4充电桩,480kW功率让5分钟充入电能可够200km续航,而综合成本据称与之前快充桩基本一致,给后续全面铺设新一代桩定了调。

当然这个“5分钟200km”的补能效率,其实与换电比仍有不小差距。那么唯快不破的换电,还可能迎来真正的大风呼啸吗?

多个萝卜,得多个坑

除去显而易见的技术研发门槛,换电客观存在的问题之一,是固化了电池包的物理尺寸规格。换电体系当然不是必须只支持一种规格,但多规格整包换电显然会损失经济性或便利性。宁德时代的模块化方案貌似解决了这一问题,但并非全无代价和局限。

对于电动车电池包而言,除了重量能量密度,体积能量密度也是一个受技术水平限定的硬指标。在同一体积能量密度下,一个萝卜要占一个坑,电池包的体积就决定了电量乃至续航上限。

以最成熟的蔚来为例,从超过五米长的旗舰ES8、ET7,到入门级的ET5或与之类似大小的SUV,从品牌最大车型到最小车型,从最高端到最入门级别,一律采用且必然采用同一物理尺寸大小的电池包。蔚来对于电池容量/续航里程的划分,完全依赖于内部电芯能量密度的高或低。

事有两面性。这一方面起到了正向作用,促使蔚来有着更强烈的诉求去提升整包能量密度,于是相继在NCM811、半固态和三元/铁锂混合等方面率先取得进展。不过另一方面,也让蔚来现有产品线呈现出了“续航倒挂”的小小尴尬。

既然换电是通用的,可选的电池都是通用的,那么若搭载同一款电池包,更大更重的ES8续航必定不及更小更轻的ES6。到二代平台的ET7和ET5也是同理,任何一档电池包选择,后者的续航数据总是要超过“老大哥”一截。“高端车跑不过低端车”,之于市场规律是倒挂。

蔚来体系最大车型,ES8电池后方的未利用空间

这种倒挂导致了两个现实后果,一是给高端车型提升竞争力平添了难度,二是品牌向下拓展的空间被限定了。

在电池技术并无跳跃的现状下,电池包的体积与电量成正相关;同样平铺于底盘,车辆轴距与电池包体积正相关。所以车身大小尤其是轴距长度,大体上决定着该车续航上限。不同级别、大小的车型,实现续航最大化的电池包物理尺寸是不同的,当然这个最大化的电量/续航上限也是不同的。

如果使用统一物理尺寸的电池包,要覆盖大小/轴距不同的高低级别车型,多少会出现顾了这头顾不了那头的情况。电池包规格偏小,则高端大型车实际上没有将电池容量最大化;电池包规格偏大,则该换电体系内的最小车型过大,在其以下的市场都无法进入。

反映在现实中,换电电池包的物理尺寸规格,基本是由该换电体系规划中最低、最小车型所决定的。而这个“下限车型”,往往也会成为这一体系中续航最出色的;在其以上越大型化、越高端化的车型,在电池体积、容量、续航这一链条中越是吃亏。这种“吃亏”既是该体系内部的续航倒挂,也是相对于非换电而可以“满载”电量的竞品处劣势。

假设N品牌的可换电电池包物理尺寸为x米*y米,刚好是中型SUV所能使用的最大规格。但N品牌的大型SUV为了换电,也只能使用同规格的电池包,而非换电的竞品大型SUV却可以搭载(x+1)米*(y+1)米的电池包——除非电池电驱效率有巨大优势,否则对手会在更高端市场享受续航优势。

常规做法当然是尽可能塞满……

当然以上理论上的优劣态势不是绝对的。作为换电路线的探路者,蔚来一是逼着自己提高电池能量密度,更积极地寻求更新技术,这与其高端品牌定位相适应;另一方面是覆盖已较全面的换电网络,用换电站密度来弱化车辆续航里程的意义,也就弱化了高端车型相对于同级竞品的电量劣势。

不过即便如此,作为品牌旗舰的ES8和ET7身上还是体现了一点尴尬。即便用上了蔚来目前最先进的可用电池包,受限于整包物理规格大小仍“只”带电100kWh。在并不极端的同等技术条件下,同样尺寸/轴距的电动车拥有110~120kWh电量已经不新鲜。

ET5轴距其实还没有接近极限

向下拓展的空间受限则是硬性的。比如蔚来电池包长度2062mm,车轮直径按20英寸保守计为500mm,由于电池包需置于前后车轮之间,即轴距至少要大于2.60米。蔚来全系车型的轴距,就在2888mm~3060mm之间这不到200mm落差。

因为换电固定了电池大小和电量上限,产品线的车型尺寸范围越宽,产品线高低两端就会越挣扎。换电体系对于电池系统的限制,不足以支持品牌规划出像BBA从7系到5系到3系再到1系那样,覆盖从100万直到20万价位的漫长产品线。

那么新成立一家定位更低的子品牌,不大幅缩减车辆尺寸,而是以削减性能配置作为“刀法”,就成了更合适的路。所以我们看到,目前为止蔚来已经规划出了第三个低端品牌,用多个品牌、而不是更多车身尺寸分划出高低级别,以此来进入新的价位和市场区间。

模块化,并非神药

宁德时代的EVOGO换电体系带来了一个新思路。既然单一规格电池包适应范围太窄,那么将电池包设计为三个模块,自由组合提供灵活的电量续航,以及大幅扩宽的车型适应能力。但这种设计此前没有被大家慧眼识中,并不是没有理由的。

当电池包被一分为三,首先就是电池包由一个大壳体变成了三个小壳体,三个模块现在需要各自单独进行加固和密封,以符合各项安全标准。于是1+1+1>3,自然会增加非电芯部分的质量、体积占比,拉低整包能量密度,对于追求长续航高性能的高端电动车有拖累作用。

电池包内部并不是除了电芯没别的,从而可以随意分割无所顾忌。比如被分成多个模块后,原先电池包内部的高压线路、冷却管路(对于水冷电池包)都被分隔开,于是模块与模块之间需增加外部接口。又因为各模块彼此是通用互换的,这些接口需要有不使用时完全封闭的能力。

蔚来电池包的电路接口和液冷接口

如果要各个模块可以随意更换调用,3个模块则需要3~6组外部接口来实现模块间连通。对于水冷电池包,管路开口过多对于可靠性不是好事,也进一步降低了整包效率。改用风冷可以避开这点,却是以充放电性能为牺牲。

爱驰曾有过更极端的设想,“主+辅”双电池包:主电池包与普通电动车无异,位于后备厢底的18kWh辅电池包可拆换,思路是远途前可去4S店租用。但也是因为辅电池包过于简陋,难以独力支持正常行驶,只能用于应急延长续航。这个设计最后悄然消失,官网上也找不到了。

想法很梦幻,可现实变鸡肋

总之模块化不是魔法,之前没有人走这条路也并非大家都蠢,它所带来的好处和麻烦并存。目前的模块化换电只适合,或者说更适合一部分不追求性能、无需压榨电池技术极限的车型。这当然会推进换电体系的发展,但也没法视作扭转乾坤的神器。

不做主流也挺好

既然换电有着这样那样的局限性(与之相比,诸如电池所有权之类,倒只是主观能动的规则设计问题),怎么还有车企、Tier1一门心思往里钻呢?回到最初的问题,换电的风口还能等到吗?

凡事要从两面看,换电造成的一切麻烦和局限,都是伴随着其优势而来。并不是说上面讲了那么多换电的“不好”,就是在说换电百无一用一无是处。

对于发展最成熟的单一规格电池包,蔚来品牌窄产品线、多品牌层次化战略,既是换电所导向的自然结果,也是最初敲定换电时的主动选择。这两种性质同时存在,不能因为任一而忽略另一。

统一规格换电所带来的优劣态势,也不是必然完全导向实际结果。市场较量永远是动态的、系统的、主观能动的,不能用简单的“换电就一定怎样怎样”来下定论。

比如电池包规格让蔚来在100+kWh晚了一步(150kWh还未交付),但更早建立起了较密集的换电网络也是附带好处。这又反过来弱化了蔚来车型追求续航的意义,换电网络的存在淡化了它们续航上的劣势,如果有的话。

更关键的是,《续航1000km我可以,可我偏偏不给你》中讨论过,今天电动车追求极限长续航的价值,随着基础设施的差异而出现分野。Model 3不过450~500km续航却竞争力十足,对于那些拥有自营补能支持的车企,绝对的续航最大化不再是必需。

锂电池又是昂贵的存在,即便一辆电动车轴距3米,要在其间塞满电池,除了空间也还需要成本和定价允许。“不塞满”的电动车正在增多,“脚坑”、“躺卧”电池包设计出现,都表明电动车不惜代价堆续航的时代将过去。

大众ID系列电池包就可以设置空出几个模组,以推出更低价的版本,ID.3就并未利用全部车底空间。既然非换电的常规电动车都在“塞电池”这事儿上动摇了,那么坐拥换电网络的换电阵营,对于统一规格电池包所导致底盘空间利用不充分的焦虑,或许也并不是必然。

单一规格换电制约了产品线宽度,可如今中型车以下市场越来越不重要,豪华品牌尤其如此。而蔚来现有的轴距范围,其实可能都并未利用到该换电规格允许的极限。多品牌战略要另立招牌,多少会带来一些挑战和风险,但这很难被理解为无奈,而是一种立足自身的中性选择。

换电本身其实并无任何问题,就和非换电一样有舍有得,全看如何运用。单一规格换电在蔚来的定位、设计、运作下,并没有显出先天劣势,续航倒挂我不说可能都没人在意;模块化换电很适合无需高性能、重性价比、突出通勤属性的经济型车,宁德时代用EVOGO帮主机厂解决了。

问题在于将换电,视为可能改变一切、进而统治一切的“特效药”,视为非换电的绝对替代品,这是犯了美队口中所谓“总想在战争开始之前就赢得胜利”的错误。“能否等来风口”没答案,因为问题本身就不该存在。

没有风的时候,才会瞅啥都像风口。

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