“蓝谷智慧李鹏飞：换电关键技术及未来快速发展趋势”-东方汽车时报

2021年6月22日-23日，由盖西汽车主办的“2021中国新一代汽车优质快速发展论坛新能源汽车三电先进技术”在南京举行。此次会议将持续两天，围绕新能源三电中长期技术快速发展趋势、政策、标准、上下游供应链、价格、材料体系、电池结构技术、热管理、安全技术、电机电控关键技术、智能制造等领域展开焦点话题。会议期间，蓝谷智慧(北京)能源科技有限公司技术总监李鹏飞发表了“电力交换关键技术和未来快速发展趋势”的主题演讲。

“蓝谷智慧李鹏飞：换电关键技术及未来快速发展趋势”

以下是演讲的实录:

我报告的主题是“电力交换的关键技术和未来的迅速发展趋势”。

一、蓝谷智力介绍

二、电气交换领域的国内外现状

三、电气交换的关键技术和未来趋势

四、电气交换商业模式的探讨

一、蓝谷智力的介绍

蓝谷智慧能源是北汽集团旗下的控股公司，主要承接北汽集团动力电池相关步骤的回收利用、能源服务，是包括电气交换相关业务在内的高科技公司。

企业成立于年，成立初期准备动力电池梯回收利用、储存技术。年，在集团联合产业链的上下游发布了《擎天柱计划》。我们作为擎天柱计划的执行单位，从电力交换技术的研究开发，即从2007年开始了电力交换的研究。年，我们在西藏进行了一个项目，完成了国内海拔最高、容量最大的储存系统。现在运行良好，每天大约有5000度的电力。 2019年，启动a+轮融资，完成3.3亿融资，进一步支持我们业务的快速发展。

商业定位可以表述为“一体两翼”，“一体”是数字云平台技术，“两翼”是能源服务和阶梯利用。通过“一体”将我们的“两翼”连接起来，形成一个业务闭环。 “两翼”，即1 .能源服务板块，首要是打造to b市场，包括车、站等进行能源服务集中化运营； 2 .梯子利用板块对动力电池的梯子进行回收利用。基于更换模式运行有很多优点。普通车辆驾驶时越来越多地使用快速充电方法。快速充电对电池的损伤比较严重。我们可以通过更换模式比较有效地延长电池的采用寿命。另外，电池在更换站运行时，可以通过大数据跟踪和监视电池的状态，在电池运行时可以判断和评价该电池的当前状态。下一步是为了做什么，也就是为下一步打下基础。因此，企业业务的定位以“一体两翼”的形式为中心进行。

二、电气交换领域的国内外现状

·新能源汽车的迅速发展现状

如图所示，~2021年5月新能源汽车销量，截至2021年第一季度，新能源汽车保有量突破550万辆，其中纯电动汽车突破450万辆。一系列调查数据显示，这些数据反映出目前人们对新能源汽车的接受度在提高，同时对新能源汽车的了解也在加深。

结合集团市场调研和第三方机构的数据观察，基本上关注新能源汽车的问题有8个，涉及充电不方便、续航里程短、电池更换价格高、残值低、二手车销售困难等一系列问题。 8个问题中，充电不便、里程短这两个问题已经超过50%。也就是说，新能源汽车前期有这么大的销量，但客户对新能源汽车存在着这样一系列的问题。你怎么处理这些问题？怎么克服？如何提高顾客对新能源汽车的满意度？变电可以很好地处理这些问题。

比较行驶距离的不安:

问题一，换电站像加油站。通过改变电气方法，可以获得像加油站一样的体验。高速30公里的服务区，城市3~5公里有一个电站，改变电气方法可以有效应对行驶距离的不安问题。

问题2、充电困难。想充电的时候，充电站不一定能用。可能坏了。冬天充电的话，充电时间特别长，是夏天的1倍以上。

而且费用高，残值低。它们可以用车电分离模式处理。如果新能源汽车开始由电池资产银行持有电池方面的价格，对我们来说，只要买了一个带动力机构的车身，无论新能源汽车的一些变化多么迅速，或者说电池技术发展得多么迅速，对我们来说，

电力转换的特点:

1 .最接近以前流传下来的车的采用习性。能量补充方法类似于之前传过来的车去加油站加油，车没电了，到换电站1-2分钟换电池。方便，迅速。

2、通过车电分离模式，可以处理目前新能源汽车中电池这一部分出现的一系列问题，同时可以享受电池新技术带来的体验上的提升。

3、变电站是集约化的系统设计，可以纵向快速发展。普通的充电站是横向的，有多少个地方停着车？但是，换电系统纵向发展迅速，土地集约利用效率高，特别是在土地狭小的大城市。

4 .附加功能很多。目前，一个发电厂内部有20个电池组，大致符合1mwh的容量。从某种意义上说，改变发电厂是一个蓄电站，可以通过双向pcs系统将发电厂用于蓄电系统。例如，在发电站外加入直流的快速充电座，不需要扩展容量就可以实现。

更换的缺点:

1 .由于目前换电处于起步阶段，大家的电池组匹配性和电池组规格不同，目前换电所的兼容性很差。

2 .现阶段，由于规模的关系，更换价格比较高，在快速充电模式下使用1.2~1.3元/度的电，如果使用更换的话需要1.5元左右。现阶段的价格很高。

换电事件在国外早就有了。 2007年以色列的batter place已经开始进行电力交换。同时使用雷诺汽车。首要运营位置是以色列和丹麦，运营效果很好，但由于各种原因这个项目没有经营。

特斯拉年提出电力交换90s，为了能够同时迅速补充整个能源系统，尝试了电力交换。

batter place和特斯拉为什么没有做？总结三点:

1 .时间问题。 2007年，以色列的batter place开始进行电力交换。那时，我们对新能源汽车的认识很少，接受度很低。

2 .当时电池的价格非常贵，无法运营。

3 .体验不好。特斯拉90s的换电，没宣传是第一体验不好，充电免费换电收钱。

北汽集团于2007年整合产业链上下游，共同出台了“擎天柱计划”。目的是建立光-储存-充电-交换的4个一体化能源服务互联网。此次计划公布后，换电市场进入高速发展期，大家对换电有了一定的认识。到年底，换气扇保有量将超过530辆，预计今年换气扇将达到5.7万辆。也就是说，电力交换系统随着整个产业的迅速发展而逐渐变好。

·国内政策支持

在发改委、工信部、两会政府的实务报告中，包括各级政府相关政策在内，都大力支持电力交换。

例如，四部委在《十四五(第十四个五年计划)》中确定了迅速发展租赁和网上预约等公共移动的换电方法。地方政府方面，如北京市已经确定对换电车辆，每辆转向架提供7万多补助金。在海南，海南岛确定进行充电设施一体化建设。在国家整体政策层面，目前国家持积极推进态度。

·国内汽车制造商的动向

从去年开始，国内的汽车公司相继进行电力交换。北汽、蔚来、吉利、一汽、还有上汽、广汽等做的。轿车公司开始关注电力交换，同时投入了相当多的人力物力。商用车换电，特别是今年换重卡换电，是各主机厂考虑要点的事件，这一张以华菱星马为代表，开始做矿用重卡、物流重卡，这也是古怪的。

国内汽车企业在前期市场快速发展、国家政策支持和换电技术快速发展到更高水平的情况下，大家都开始换电。

三、电气交换的关键技术

·停电是什么？

我的车没电了，开车到换电站为止，把空的电池组拆下来，打包满满的电池组，就可以完成能源的补给了。

电气交换的第一种方法现在有机箱的电气交换、每箱的电气交换、悬吊式的电气交换。

底盘的电气交换和箱体的电气交换主要面向轿车。例如，来的底盘的电气交换，东风盒子的电气交换等。吊装式电气交换在重卡的情况下应用第一。

·可靠性

电话的交换方法可信吗？有什么问题吗？不会产生一连串的绝缘问题、触电问题，还是跑着掉下来？实际上，在电动汽车的开发过程中严格按照新能源和整车的开发流程开发的，整个开发过程是可控的，会进行三高试验、耐久性、滥用测试等。

目前，电气交换的关键技术有两点。 1 .锁定机构，即电池组是如何与车身固定在一起的，这是我们的关键技术。 2 .电连接器、电池组可以拆卸，电连接器和车身的匹配关系、绝缘关系如何？这两点是车边上的关键技术。

锁定机构目前有两类。 1 .以汽车为代表的螺栓式锁定机构，被认为是将电池组用螺栓固定在车身底盘上的螺栓。该螺栓能够反复采用也是该技术的核心。 2 .以北汽为代表的紧固件式。这项技术来自美国军用导弹的挂钩技术。这两种方法有各自的优点。例如，类别螺栓方法的优点是具有弹性，可以以大扭矩形式将电池组固定在车身上。缺点是螺栓的寿命不足。紧固件方法的优点是结构简单、价格低，虽然一个开模零件直接连接即可，但存在动作执行相对多、复杂的缺点。

·安全性(车端、站端、云) )。

车端的安全性主要在于锁定机构，锁定机构自身的可靠性很高，同时通过锁定机构的位置检测传感器实时监视锁定状态。锁定机构的冗余系统设计，提高了安全性。说到冗余设计，要在三个方面明确一个方面，对车身来说，电池组和车身之间有三点完全接触，电池组不会掉落，卡得比较结实，同时也具有一定的刚性。实际换电时，电池组固定吊点一般设计为固定8~12个，足够冗余，换电车型在电池组挂在车上行驶时不用担心掉落，完全可以放心。

车站方面的安全，第一是消防安全。一个车站有20个电池组。这样大容量的电池组万一着火了怎么办？消防安全系统必须放在第一位。更换执行过程是电池组拆卸的过程，如果更换发电厂在电池组拆卸过程中断电了，怎么办？与这种情况相比，车站设有ups不间断电源。也就是说，这个备用电源确保了此次的电力交换系统是可以更换的，并可以帮助客户完成电力交换。另外，该站万一发生起火事故，可以通过备用电源系统、防爆系统，用自动机器人将有问题的电池组推出，移动到更换电厂外，实现物理隔离，不点燃整个更换电厂。

云上的安全性。通过数据加密系统和APP安全架构技术，改变电站实现人-车-站-云上的数据安全交换。整个过程的数据是可控加密的，可以确保结算系统和客户数据的安全性。

从另一个角度来说，更换电站最重要的是电池，与电池相比，提出电池的主动安全。如图所示，起火的电池组约有3/4是充电中发生的事故。对变电站来说，当电池组在车站充电时，我们可以监控整个电池组的充电过程，控制整个电池组的充电过程，控制当前电池组充电时的温度、电流等一系列数据。充电中可以监测单个电池的状态进行分解判断，用数字双电池技术判断电池的安全性、寿命等技术参数。这些动作都是直流充电站无法完成的事件。更换电站中的电池组进行体检，对电池组实时判断和监控电池状态，采取积极手段监控电池状态。