從現(xiàn)有情況看，充電樁行業(yè)還沒(méi)有清晰的商業(yè)盈利模式。這里列舉一些主要問(wèn)題供大家思考，如：

 

　　750萬(wàn)個(gè)充電樁誰(shuí)來(lái)投資建;建好的樁如何運(yùn)維，誰(shuí)來(lái)運(yùn)維;750萬(wàn)的個(gè)樁對(duì)于分布在全國(guó)的范圍內(nèi)的500萬(wàn)輛車(chē)是否能夠滿(mǎn)足用戶(hù)需求和體驗(yàn);

 

　　目前大部分樁都建在收費(fèi)停車(chē)位(尤其是公共樁)，充電樁和停車(chē)位分屬不同產(chǎn)權(quán)所有人，造成停車(chē)費(fèi)用遠(yuǎn)大于充電費(fèi)用，尤其是交流慢充，這將造成充電費(fèi)比實(shí)際的費(fèi)用高出很多;

 

　　我國(guó)人均停車(chē)位數(shù)量非常低，很多車(chē)主并不擁有自己的專(zhuān)屬停車(chē)位，這就造成車(chē)主和物業(yè)之間的矛盾，物業(yè)通常以各種正當(dāng)或不正當(dāng)?shù)睦碛刹唤o車(chē)主安裝充電樁，加劇了充電困難的問(wèn)題;

 

　　傳統(tǒng)汽車(chē)擠占電動(dòng)汽車(chē)充電車(chē)位的現(xiàn)象非常普遍，加劇了車(chē)樁數(shù)量不匹配的問(wèn)題;

 

　　電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈沒(méi)有貫通，人-車(chē)-電池-樁-網(wǎng)這五個(gè)環(huán)節(jié)條塊分割各自為戰(zhàn)，如快充用起來(lái)相對(duì)方便，但對(duì)電網(wǎng)有沖擊，對(duì)電池壽命也有損傷，而交流慢充又和用戶(hù)習(xí)慣格格不入，導(dǎo)致車(chē)主在使用電動(dòng)汽車(chē)上浪費(fèi)大量的時(shí)間;

 

　　因此，真正解決中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展問(wèn)題，還是要回歸市場(chǎng)價(jià)值和用戶(hù)需求，需要思考車(chē)主真正需要的是什么的電動(dòng)汽車(chē)屬性。電動(dòng)汽車(chē)的本質(zhì)是為了方便人們的出行，人性化和智能化是整個(gè)汽車(chē)行業(yè)的出路和目標(biāo)，看看無(wú)人駕駛、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等新興汽車(chē)技術(shù)就不難發(fā)現(xiàn)這一趨勢(shì)。而現(xiàn)有的插電模式電動(dòng)汽車(chē)和與之配套的充電模式與汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是相悖而行的，這種模式在很大程度上阻礙了電動(dòng)汽車(chē)的普及和發(fā)展。

 

 

　　普及和發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)需要我們從電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)的角度重新審視目前電動(dòng)汽車(chē)和充電設(shè)施發(fā)展的模式、思路和方法。用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)的最基本的需求是一個(gè)出行代步的工具，而電動(dòng)汽車(chē)、電池和充電樁等等都是服務(wù)于這一基本需求的。根據(jù)CCSE的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，高達(dá)92%的電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)每天行駛里程不超過(guò)70公里，對(duì)于輕型乘用車(chē)也就是說(shuō)6-8度電左右就夠了，為什么一輛乘用車(chē)需要背著幾杯或十幾倍的所需電池在路上跑，這造成了電池資源的極大閑置浪費(fèi)和百公里耗電的急劇上升(自重太大)。

 

　　這里面的原因值得我們進(jìn)一步剖析：電動(dòng)汽車(chē)是消耗電池里存儲(chǔ)的電能來(lái)驅(qū)動(dòng)行駛的交通工具，因此電動(dòng)汽車(chē)的使用是需要不斷補(bǔ)充電池里消耗的電能。然而，由于電池的能量密度比燃油低1個(gè)數(shù)量級(jí)，而用戶(hù)希望得到和燃油車(chē)同等的用戶(hù)體驗(yàn)，這兩者的矛盾是不可調(diào)和的，這是客觀(guān)物理規(guī)律，因此電動(dòng)汽車(chē)普及應(yīng)用的瓶頸必然會(huì)出現(xiàn)“里程焦慮：mileage anxiety”這一現(xiàn)象——即用戶(hù)總是擔(dān)心沒(méi)有辦法隨時(shí)隨地補(bǔ)充消耗的電量而不由自主的陷入恐慌。這種物理上的不匹配在應(yīng)用層面被插電電動(dòng)車(chē)和充電樁模式進(jìn)一步放大，造成了更大的用戶(hù)使用煩惱和焦慮。

 

　　回溯本源，充電樁給電動(dòng)汽車(chē)加電的方式是作為類(lèi)比傳統(tǒng)加油站給燃油車(chē)加油的模式被提出來(lái)的，然而提出這個(gè)類(lèi)比的同時(shí)恰恰忽略了電池和燃油能量密度相差1個(gè)數(shù)量級(jí)這一客觀(guān)事實(shí)，充電樁和加油站不具備可比性的深層次原因。因此，依賴(lài)于充電樁的建設(shè)發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)的模式和思路從出發(fā)點(diǎn)就是錯(cuò)誤的。換句話(huà)說(shuō)，如果我們希望為電動(dòng)車(chē)主提供等同與燃油車(chē)和加油站模式的用戶(hù)體驗(yàn)，技術(shù)上必須要做的就是：

 

　　努力增大插電式電動(dòng)汽車(chē)內(nèi)的電池組容量;努力建設(shè)比加油站多一個(gè)數(shù)量級(jí)的超大規(guī)模充電基礎(chǔ)設(shè)施。

 

　　除去可行性和成本的因素，這兩者在邏輯上又形成了新的悖論：例如，目前電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)廠(chǎng)解決“里程焦慮”問(wèn)題的方法是提高整車(chē)的電池組容量來(lái)達(dá)到延長(zhǎng)單次充電的巡航里程(整車(chē)廠(chǎng)想當(dāng)然的巡航里程)。然而，在電池的比能量相同的情況下，續(xù)航里程越高則意味著汽車(chē)要背的電池組的重量和體積越大，電池組和整車(chē)的成本就會(huì)越高，車(chē)主的充電等待時(shí)間就會(huì)越長(zhǎng)，這些因素反過(guò)來(lái)又進(jìn)一步加深了充電設(shè)施不足的問(wèn)題。因此，完全依靠插電式電動(dòng)車(chē)和充電樁模式直接給電動(dòng)汽車(chē)充電是解決不了電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主所希望的隨時(shí)隨地進(jìn)行能量補(bǔ)充的核心需求。

 

　　筆者認(rèn)為解決這一問(wèn)題的唯一出路是用戶(hù)自主換電模式。用戶(hù)自主換電模式不同于以往國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)的集中換電站模式，是真正意義上的用戶(hù)自主的模式，其技術(shù)核心就是電池組的碎片化和能量信息化管控及基于能源互聯(lián)網(wǎng)的定制化的能量服務(wù)。在自主換電模式下，車(chē)和電池組首先進(jìn)行分離，進(jìn)而傳統(tǒng)大容量電池組被分割成大量的小容量“電池能量塊”，通過(guò)能量信息化等技術(shù)手段進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)配置，自動(dòng)管控的信息能量一體化管控實(shí)現(xiàn)電池和管控系統(tǒng)的分離。

 

 

　　在自主換電模式下，用戶(hù)可以根據(jù)自己的出行需求來(lái)自由地選擇不同廠(chǎng)家，不同批次，不同新舊程度，不同型號(hào)，甚至是不同質(zhì)量的“電池能量塊”給自己的電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行按需能量配置。例如，用戶(hù)通常知道自己當(dāng)前出行的目的地和里程，因此可以給當(dāng)次出行配置相關(guān)的電池容量。在出行過(guò)程中，如果發(fā)生行程有變能量不足的情況，用戶(hù)可在附近的便利店/加油站等場(chǎng)所隨時(shí)找到可更換的電池能量塊，甚至可以用“電池Uber”的電池能量O2O和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用找到能夠提供電池能量塊的其他車(chē)主，自取自換，實(shí)現(xiàn)真正的C端能量共享和運(yùn)營(yíng)?；陔姵厮槠湍芰啃畔⒒盎ヂ?lián)網(wǎng)化管控技術(shù)的電池能量塊可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的具有”互聯(lián)網(wǎng)+電池“屬性的移動(dòng)電源。只有移動(dòng)電源變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，用戶(hù)側(cè)C端能源的自由流通和交易才將變成可能，人-車(chē)-電池-樁-網(wǎng)才能消除條塊分割，進(jìn)行統(tǒng)籌優(yōu)化，支撐和促進(jìn)能源革命，實(shí)現(xiàn)”互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源“的愿景。屆時(shí)作為移動(dòng)用電負(fù)載的電動(dòng)汽車(chē)才可以自由行駛，再無(wú)絲毫羈絆。

 

 

　　電池組是電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力核心，其性能和成本對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的普及和發(fā)展有著決定性的作用。然而，單體電池的品質(zhì)差異性和傳統(tǒng)固定連接的電池成組方法極大影響了電池組的系統(tǒng)效率，安全性，可靠性和可維護(hù)性。受限于能量密度、循環(huán)壽命、材料成本及安全性的相互掣肘，電動(dòng)汽車(chē)的電池實(shí)際上在3-5年間就需要更換，而退役動(dòng)力電池的巨大價(jià)值無(wú)法充分利用。在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域，我們必須正視電池組只能使用其20%甚至更低比例可用容量的事實(shí)，這也是電動(dòng)汽車(chē)成本居高不下的原因—— 目前電池組的成本占到了整車(chē)成本的50%以上。此外再加上電動(dòng)汽車(chē)使用時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于閑置時(shí)間、缺乏動(dòng)力電池梯級(jí)利用的有效手段等因素，造成了目前電池資源的巨大浪費(fèi)。

 

　　其實(shí)單從技術(shù)層面看，經(jīng)過(guò)幾十年的努力，目前的鋰離子電池單體做的已經(jīng)非常好了，充放電循環(huán)壽命可以達(dá)到5000-10000次，物理壽命達(dá)到10-20年，單體電芯的成本下降非?？?目前已低于1塊錢(qián)/瓦時(shí))。目前我們真正缺乏的是電池應(yīng)用的系統(tǒng)級(jí)技術(shù)，真正把電池單體變成一種可流通資源的技術(shù)，其深層次的驅(qū)動(dòng)力是由于電池已經(jīng)從過(guò)去的耗材變成了一種新的可作為能量載體的固定資產(chǎn)。

 

　　從應(yīng)用的角度看，每一個(gè)電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)都關(guān)心自己車(chē)上的電池組性能和狀態(tài)。然而用戶(hù)真正關(guān)心的是什么?用戶(hù)其實(shí)并不關(guān)心電池內(nèi)部工作機(jī)理和電化學(xué)特性，而是電池組充放電效率、經(jīng)濟(jì)性、安全行和可靠性等用戶(hù)體驗(yàn)參數(shù)。對(duì)于一般用戶(hù)而言，電池就是能裝能量的容器(類(lèi)比瓶裝水和桶裝水，又如充電寶)。因此我們需要從C端重新審視電池應(yīng)用模式和展望新能源行業(yè)的發(fā)展未來(lái)。自主換電模式可以支撐作為能量容器的電池能量塊來(lái)承載能源無(wú)處不在的美好愿景，可以支撐電池在更細(xì)的時(shí)空顆粒度下進(jìn)行復(fù)用和重組。在自主換電模式中，電池的屬性將不再由廠(chǎng)家賦予，而是由用戶(hù)賦予，通過(guò)用戶(hù)需求的正交性進(jìn)行高密度的復(fù)用和梯級(jí)利用，從而真正實(shí)現(xiàn)了電池全生命周期的價(jià)值最大化和電池行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈貫通。

 

　　車(chē)電分離，電池自選，自主換電，能量運(yùn)營(yíng)。

 

　　在電池能量信息化和互聯(lián)網(wǎng)化管控技術(shù)的支撐下，電池演變?yōu)橐环N新型的可計(jì)算資源得以在電池應(yīng)用市場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)真正流通，而電動(dòng)汽車(chē)可以隨處獲取以電池能量塊形態(tài)存在的移動(dòng)電源，進(jìn)而可以通過(guò)電池能量云平臺(tái)來(lái)進(jìn)行管理和控制及運(yùn)營(yíng)，通過(guò)能量大數(shù)據(jù)平臺(tái)，管理數(shù)量龐大的、在市場(chǎng)流通的電池能量塊，從而使電池能量運(yùn)營(yíng)以虛擬電廠(chǎng)的形態(tài)在C端實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)平等的市場(chǎng)地位。

 

　　在能源互聯(lián)網(wǎng)電動(dòng)汽車(chē)的模式中，電動(dòng)汽車(chē)將演變?yōu)橐环N互聯(lián)網(wǎng)硬件，從而變成能源互聯(lián)網(wǎng)能量服務(wù)的物理載體，類(lèi)比于蘋(píng)果公司認(rèn)為最終的服務(wù)體系架構(gòu)才是真正意義上的長(zhǎng)遠(yuǎn)商業(yè)模式。電動(dòng)汽車(chē)是可以免費(fèi)提供給用戶(hù)，而電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)營(yíng)商可以依靠能量運(yùn)營(yíng)(如電力直供和分布式能源消納等)和提供的定制化能量服務(wù)來(lái)盈利。

 

　　附：電池能量信息化技術(shù)簡(jiǎn)介

 

　　支撐電池能量塊和“電池Uber”模式得以實(shí)現(xiàn)的核心技術(shù)是電池能量信息化技術(shù)。通過(guò)對(duì)電池能量的離散化和數(shù)字化處理，去除了電池使用過(guò)程中的非線(xiàn)性和不確定性，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的分布式架構(gòu)和先進(jìn)電力電子半導(dǎo)體將傳統(tǒng)電池組變成自適應(yīng)動(dòng)態(tài)可重構(gòu)電池網(wǎng)絡(luò)，支撐了軟件定義電池的應(yīng)用。

 

　　慈松教授團(tuán)隊(duì)目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全球首套基于能量信息化和能量互聯(lián)技術(shù)的分布式電池能量管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)中電池網(wǎng)絡(luò)管控節(jié)點(diǎn)可達(dá)到互聯(lián)網(wǎng)級(jí)的1792個(gè)，跟互聯(lián)網(wǎng)一樣，理論上該技術(shù)體系的可擴(kuò)展能力無(wú)窮大。這套系統(tǒng)通過(guò)智能芯片管控每一節(jié)單體電池，實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)的電池網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲貥?gòu)和納秒級(jí)的單體電池通斷，讓電池組內(nèi)部、碎片化的電池塊之間隨時(shí)根據(jù)環(huán)境變化來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整自身的工作狀態(tài)，使其始終保持最優(yōu)化的供能模式，實(shí)時(shí)管控并告警，讓能量流與信息流達(dá)到真正的融合。目前已經(jīng)完成了應(yīng)用這套分布式電池能量管控技術(shù)體系的兩款電動(dòng)車(chē)的改裝測(cè)試，通過(guò)電池能量管控系統(tǒng)，我們可以通過(guò)電池云平臺(tái)監(jiān)控到每一節(jié)電池，通過(guò)電池能量塊可以進(jìn)行自主換電式能量補(bǔ)給，按需配置電池，支撐能量共享和運(yùn)營(yíng)。

 

　　作者簡(jiǎn)介：

 

　　慈松：清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院PI研究員，美國(guó)University of Nebraska-Lincoln終身副教授，國(guó)家能源局中國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究課題組首席科學(xué)家及能源互聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃課題組專(zhuān)家。2007年率先提出了自適應(yīng)動(dòng)態(tài)可重構(gòu)電池網(wǎng)絡(luò)和能量信息化與互聯(lián)網(wǎng)化管控的概念，曾應(yīng)邀在美國(guó)國(guó)家基金會(huì)的能量管理科學(xué)年會(huì)上做特邀亮點(diǎn)報(bào)告。慈松博士主持承擔(dān)過(guò)多項(xiàng)美國(guó)和中國(guó)的科研項(xiàng)目，并受邀擔(dān)任多個(gè)科學(xué)基金會(huì)及研究機(jī)構(gòu)的評(píng)審專(zhuān)家。