Analyse approfondie de la chaîne industrielle de l'échange de batteries de VE
Avec le développement rapide des véhicules à énergie nouvelle et le soutien des politiques nationales, l'industrie de l'échange de batteries de véhicules électriques devrait connaître une croissance fulgurante au cours de la période du "14e plan quinquennal".
On prévoit qu'en 2025, les ventes de véhicules à batterie remplacée dépasseront les 2,8 millions de voitures particulières, et que les ventes de véhicules commerciaux à batterie remplacée atteindront les 500 000. Correspondant à une taille de marché de 76,5 milliards, la demande de batteries de soutien est d'environ 55gwh, correspondant à une taille de marché de 38,8 milliards, et correspondant à un revenu énergétique de 216,8 milliards, et l'échelle totale de la chaîne industrielle est d'environ 300 milliards.
Vue d'ensemble du mode de permutation de la batterie du VE
Le mode d'échange de batteries de véhicules électriques fait référence au stockage centralisé, à la charge centralisée et à la distribution unifiée d'un grand nombre de batteries par le biais de stations de charge centralisées. Dans la station de distribution des batteries, le service de remplacement des batteries pour les véhicules électriques est assuré, ou bien les services de charge des batteries, de déploiement logistique et de remplacement des batteries sont intégrés.
L'essence du mode d'échange de batteries de véhicules électriques est d'exploiter la valeur du cycle de vie complet de la batterie et de réaliser la redistribution des intérêts des entreprises et des consommateurs.
Du point de vue du développement de la technologie des véhicules à énergie nouvelle, le modèle actuel "charge + échange de la batterie du VE + vente séparée du véhicule et de l'électricité" des véhicules à énergie nouvelle est arrivé à maturité, et la nouvelle batterie du VE peut être achetée, louée ou échangée.
À l'heure actuelle, l'application de l'échange de batteries de VE pour les véhicules à énergie nouvelle trouve de bonnes applications du côté des particuliers, des véhicules d'exploitation et des véhicules commerciaux. Elle peut résoudre entièrement le problème du kilométrage quotidien moyen élevé des véhicules d'exploitation et des véhicules commerciaux, ainsi que la demande élevée en matière d'efficacité énergétique, et compenser le manque de piles de recharge.
Comparaison des modes de chargement et d'échange
Par rapport au mode de charge, le principal avantage du mode de remplacement de la batterie du VE est qu'il a une grande efficacité de réapprovisionnement en énergie et qu'il raccourcit considérablement le temps de réapprovisionnement en énergie. 5 minutes.
Le mode d'échange des batteries des véhicules électriques présente également de grands avantages en termes de réduction des coûts pour les constructeurs automobiles, d'allongement de la durée de vie de la batterie et d'effacement des pics et de remplissage des creux du réseau électrique.
Les véhicules d'exploitation peuvent économiser environ 80 RMB/jour ou 24 000 RMB/an, et les poids lourds peuvent économiser environ 150 RMB/jour ou 45 000 RMB/an, ce qui est plus favorable aux taxis et aux véhicules commerciaux qui subissent des pressions au niveau des coûts d'exploitation.
En mode d'échange de batteries de véhicules électriques, la maintenance de la batterie est moindre, la surface de la station d'échange est réduite et le taux de recyclage de la batterie mise au rebut est amélioré.
La batterie est contrôlée et gérée par des professionnels, ce qui permet de prolonger la durée de vie de la batterie des véhicules électriques de 30%-60% ; d'exploiter pleinement les creux de charge et les pics de décharge pour réduire les pertes de batterie des véhicules électriques et améliorer la rentabilité. recyclage des batteries d'alimentationLa technologie d'utilisation en cascade de l'ensemble des batteries retirées pose les bases du fonctionnement du système de stockage d'énergie.
Cependant, les inconvénients du mode d'échange de batterie des VE ne peuvent être ignorés. Le coût d'investissement initial de la station d'échange de batteries est élevé. Outre le coût du terrain, de la main-d'œuvre et de l'achat de l'équipement d'échange de batteries de VE, la construction de la station d'échange de batteries nécessite également d'énormes coûts de stockage de la batterie, de charge de la batterie et d'électricité.
En même temps, comparé au mode de charge, le coût d'exploitation ultérieur de la station d'échange est élevé. La station de recharge peut être pratiquement sans surveillance, et le propriétaire peut faire fonctionner la pile de recharge pour la charger, et son coût d'exploitation est relativement faible.
L'exploitation et la maintenance de l'équipement d'échange de batteries de VE dans la station d'échange de batteries, la charge unifiée, le stockage et le déploiement de la batterie d'alimentation requièrent tous un certain nombre de travailleurs. Par conséquent, le coût d'exploitation ultérieur de la station d'échange de batteries de VE est plus élevé que celui de la station de charge.
Mode de charge centralisée et mode d'échange de charge
Le mode de charge centralisée fait référence au stockage centralisé, à la charge centralisée et à un grand nombre de batteries distribuées uniformément par le biais de stations de charge centralisées, et les services de remplacement des batteries pour les véhicules électriques sont fournis dans les stations de distribution des batteries.
Le mode de charge et d'échange fait référence à la station d'échange de batteries de VE en tant que support. La station d'échange a des fonctions de remplacement et de charge des batteries. La station comprend un système d'alimentation électrique, un système de charge, un système de remplacement de la batterie, un système de surveillance, une détection de la batterie et une gestion de la maintenance.
À l'heure actuelle, la plupart des méthodes de remplacement de la batterie utilisées sur le marché sont basées sur le mode de la station de charge.
Méthode courante d'échange de batteries de VE
À l'heure actuelle, les principales méthodes d'échange de batteries de véhicules électriques sur le marché sont l'échange de batteries de châssis, l'échange de batteries latérales et l'échange de batteries de sous-boîtiers. Les modèles d'échange de batteries pour VE de NIO utilisent l'échange de châssis pour remplacer les batteries.
Le modèle de remplacement de la batterie de Zhejiang Shikong Electric Co. Ltd. adopte la méthode de remplacement latéral de la batterie. Le modèle de remplacement de la batterie de Lifan Motors adopte la méthode de remplacement de la batterie du sous-boîtier pour remplacer la batterie.
Schéma de l'échange de la batterie d'un véhicule électrique :
Chaîne industrielle de l'échange de batteries de VE
La chaîne industrielle de l'échange de batteries de VE est principalement composée de stations d'échange de batteries en amont, de fabricants et d'opérateurs de véhicules en milieu de chaîne, et de terminaux de consommation en aval.
En amont de la chaîne industrielle de l'échange de batteries - station d'échange de batteries
La station d'échange en amont est principalement composée de trois parties : le système d'échange rapide, le système de charge et la batterie d'alimentation.
Système de changement rapide
La plate-forme de verrouillage et de déverrouillage peut réaliser la fonction de verrouillage et de déverrouillage du véhicule et le remplacement de la batterie, le palettiseur est utilisé pour échanger et transporter la batterie, et l'assemblage du lien de verrouillage peut automatiquement réaliser le verrouillage et la séparation de la batterie d'alimentation et de la carrosserie.
Les connecteurs électriques à changement rapide, les connecteurs refroidis par liquide et les connecteurs à eau sont principalement utilisés pour la connexion. Les principales formes sont divisées en connexions parallèles et verticales de changement de puissance. Les fabricants comprennent Sichuan Yonggui, Shanghai Dianba, Amphenol, etc. Les principaux fabricants de systèmes à changement rapide comprennent Shenzhen Jingzhi, Bozhong Precision, Bronte, Keda Intelligent, EAST et Shandong Weida.
Parmi eux, Shandong Weida est la première entreprise mondiale dans le secteur des mandrins de forage, avec une clientèle mondiale haut de gamme dans le domaine des outils électriques. À l'avenir, elle devrait étendre ses activités à d'autres clients qui ont déployé des stations d'échange de batteries de véhicules électriques. Sa filiale Kunshan Swop a également participé à la recherche et au développement de NIO et au processus de test de la station d'échange de batteries de véhicules électriques de deuxième génération.
Bozhong Seiko a rejoint l'alliance "Power Replacement Alliance" de Dongfeng Motor en octobre 2020 et prévoit de fournir des équipements d'automatisation pour tous les aspects de l'ensemble de la chaîne industrielle, y compris l'exploitation et la maintenance du remplacement de l'énergie à un stade ultérieur.
Système de charge
Le système de charge de la station d'échange charge principalement les batteries remplacées au moyen d'une charge centralisée et d'une charge lente en courant alternatif.
Dans le système de charge, la technologie de conception du boîtier de batterie répond à des exigences élevées en matière de contrôle environnemental, de protection de la sécurité, de verrouillage et de déverrouillage rapide.
Actuellement, les fournisseurs de modules de charge comprennent Titan, Tonghe, Huawei, etc., la puissance de charge est de 10KW-60KW, et la tension de charge est de 200V-500V.
| Segmentation de la chaîne de l'industrie du mode d'échange de batterie et objectifs connexes | ||
| Maillon de chaîne industriel | Segmentation | Sujet connexe |
| Fabricant d'équipements | Matériel d'échange de batteries | Weida, Nan Rui, Zhongheng, Xu Ji, HKUST |
| Entreprises de batteries | Batterie d'alimentation | CATL，BYD，Guoxuan Hi-tech，EVE etc. |
| Opérateur d'échange | Opérateur principal | Aodong, Weilai, Bertan, Space-Time Electric |
| Nouvel entrant | FAW, Dongfeng, Geely, Changan, BAIC, etc. State Grid, China Southern Power Grid, State Power Investment, GCL Energy, Ali, Tencent, Meituan, Sinopec, China Tower | |
Batterie d'alimentation
Le mode d'échange des batteries des VE signifie la séparation de la "puissance de la voiture", une voiture et une batterie deviendront une voiture avec plusieurs batteries, et on s'attend à ce que la batterie soit à l'origine d'une demande supplémentaire. Augmenter l'utilisation de la batterie pour faciliter l'utilisation en cascade et le recyclage de la batterie.
Le marché du phosphate de fer lithié à faible coût et à long cycle est plus propice à une coopération étroite avec les équipementiers. Les entreprises de premier plan disposant d'une technologie et d'une échelle supérieures bénéficient d'avantages considérables. CATL, Sunwoda et Huading batteries sont entrées dans le domaine de l'échange de batteries de véhicules électriques et prévoient de déployer le marché plus tôt que prévu.
Cependant, depuis longtemps, les entreprises chinoises de véhicules électriques ont déployé indépendamment des stations d'échange de batteries de véhicules électriques et en sont encore au stade de l'auto-exploration. En raison des différentes compréhensions des itinéraires techniques, il existe également des différences dans la polyvalence du remplacement des blocs de batterie, et les technologies de batterie qu'ils maîtrisent sont différentes, la norme de la batterie d'alimentation n'a pas encore été unifiée, et la normalisation de la batterie dans le mode d'échange de batterie de VE est une direction qui mérite d'être explorée et améliorée.
Secteur intermédiaire de la chaîne industrielle d'échange de batteries de VE - construction et exploitation de stations d'échange de batteries de VE
La demande de capitaux pour la construction et l'exploitation des stations d'échange d'énergie est importante, et les exigences en matière d'investissement dans les batteries, de sélection de l'emplacement du parking, de transformation du câblage et de gestion de l'exploitation sont élevées.
Selon la China Charging Alliance, trois entreprises exploitent actuellement des stations d'échange d'énergie en Chine : Aodong New Energy, Weilai et Hangzhou Bertan Technology.
En octobre 2021, la propriété de la centrale électrique d'Aodong s'élevait à 56,08%, celle de Weilai à 34,07% et celle de Hangzhou Bertan à 9,85%.
À l'heure actuelle, Aodong, qui représente la plus grande part du secteur de l'échange de batteries de VE, prévoit d'achever la construction de 10 000 stations d'échange de batteries de VE d'ici cinq ans. State Grid, NIO, State Power Investment Corporation, Sinopec, GCL Nengke, etc. prévoient tous de construire plus de 4 000 stations de recharge et d'échange au cours de la période couverte par le "14e plan quinquennal".
Selon le plan d'aménagement des stations d'échange de batteries de NIO Power 2025, le nombre total de stations cibles achevées en 2021 passera de 500 à plus de 700 stations d'échange de batteries. Un réseau d'échange d'énergie à grande vitesse avec "cinq verticales, trois horizontales et quatre cercles métropolitains" sera construit avant la fête du printemps 2022.
De 2022 à 2025, NIO ajoutera chaque année 600 nouvelles stations d'échange de batteries de véhicules électriques sur le marché chinois, transformant ainsi 90% des résidences des utilisateurs de NIO en centrales électriques. D'ici à la fin de 2025, le nombre total de batteries NIO dans le monde dépassera les 4 000 stations d'échange, dont environ 1 000 sur les marchés hors de Chine.
Les constructeurs de véhicules à énergie nouvelle, notamment Dongfeng, Weilai, Aodong, BAIC, Changan, SAIC, Geely, etc., renforceront la promotion des pistes d'échange de batteries de véhicules électriques à partir de 2021.
BAIC a lancé une série de modèles matures de batteries interchangeables, et les équipementiers tels que SAIC, GAC, FAW et Geely développent activement des modèles de batteries interchangeables, dont certains ont déjà été produits en série.
En 2021, les voitures électriques SAIC Roewe Ei5 et Geely Jiaji commenceront à être produites en série ; les voitures électriques FAW Bestune NAT et FAW Hongqi E111 commenceront à être produites en série.
Dongfeng prévoit de construire 6 stations d'échange de batteries de véhicules électriques standard, 50 stations express et 2 000 stations d'échange de batteries de véhicules électriques ; Weilai réalise la construction d'une station d'échange de batteries de véhicules électriques par jour ; la filiale enregistrée de Geely, Yiyi Swap, a signé des contrats pour 1 000 stations d'échange de batteries de véhicules électriques.
En aval de la chaîne industrielle des stations d'échange de batteries de véhicules électriques, on trouve principalement les utilisateurs de véhicules à énergie nouvelle. À l'heure actuelle, le modèle d'échange de batteries de VE en Chine en est encore à ses débuts. La plupart des opérateurs intermédiaires de stations d'échange de batteries en Chine développent principalement des services 2B, tels que les bus, les taxis, le covoiturage en ligne et les poids lourds. Certains opérateurs d'échange de batteries étendent également progressivement leurs activités aux utilisateurs C.
Le 1er novembre 2021, la norme nationale "Safety Requirements for Electric Vehicle Swapping" (exigences de sécurité pour l'échange de véhicules électriques) a été officiellement mise en œuvre. Cette norme a été approuvée et publiée par l'Administration d'État pour la régulation du marché en avril. Norme nationale générale de l'industrie.
Cette norme contribue à améliorer le niveau de sécurité des véhicules électriques utilisant la technologie d'échange de batterie EV en termes de résistance mécanique, de sécurité électrique, d'adaptabilité environnementale, etc.
Elle résout le problème urgent de l'absence de norme pour le mode d'échange des batteries des véhicules électriques, ce qui permet d'orienter la recherche et le développement des produits des entreprises automobiles, d'améliorer la sécurité des véhicules électriques à échange de batteries et de soutenir le développement de haute qualité de l'industrie automobile des nouvelles énergies.
À en juger par le nœud temporel actuel, deux maillons de l'industrie de l'échange de batteries méritent une attention particulière :
Deuxièmement, avec la reconnaissance par le marché du modèle d'échange de batteries de VE et l'augmentation des modèles d'échange de batteries de VE, l'espace de marché pour l'exploitation des stations d'échange de batteries de VE augmentera rapidement.
L'exploitation des stations d'échange de batteries de véhicules électriques devrait se concentrer sur le marché 2B (véhicules commerciaux, véhicules d'exploitation), tout en fournissant des services au marché haut de gamme 2C afin d'atteindre la rentabilité. Après l'intégration de la chaîne industrielle, les avantages économiques seront pleinement exploités et les liens en amont et en aval seront explorés pour former un réseau écologique complet.
