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新能源汽车界“教主”聂亮的新能源汽车经

来源:电动车观察家  时间:2019-08-12 09:04:28

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7月31日,工信部等考察了杭州伯坦科技工程有限公司“车电分离、分箱换电”。聂亮(左一)在做介绍。

在新能源汽车界,有的人闻名于庙堂,有的人闻名于江湖。杭州的聂亮,人称“教主”,是新能源汽车江湖常常提及的人物。

7月12日,我到杭州拜访聂亮,询问“教主”称呼的来源。他说,“教主”的意思是“教会大家主攻战略”,因为干新能源,必须有点类似宗教式的信仰。他决意带头,从自身做起。

如果不说聂亮狂傲的话,至少可以说他耿直。在微信群聊天,他经常一句话把人怼得无言以对,而且有“教主”那种微言大义的派头,不放下身段使劲问他,都不明白他那些高深且笃定的看法是什么意思。

令人不爽的是,他经常说对,至少他有实践验证过——2007年就开始涉及电动汽车开发,并批量运营,大概全中国,没有比他早的了。

如今的聂亮是杭州伯坦科技的董事长兼总经理。伯坦科技以换电解决方案为业界熟知,另外,他还有一个造车项目。他为什么坚持换电模式十余年?他要造的车是什么样?他的新能源汽车发展逻辑是什么?

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护卫舰上的电力总管

伯坦科技在杭州黄龙体育馆附近办公。公司前台上方悬着LOGO,包含该公司英文名First Technology中的F和T两个字母,再加两条利刃,组成一个锚的形状。




伯坦科技的LOGO

到聂亮的办公室,办公桌后书架上的摆件中,一架航空母舰的模型分外惹眼,旁边还有一架海军舰艇模型。

这些元素表明,聂亮有海的情结——他曾是个海军。

聂亮是杭州人,1972年生。大学在武汉上的是海军工程大学,舰船电气专业。“其实就是电力驱动,电力系统跟发配电。”聂亮说。

1993年大学毕业,聂亮到护卫舰八大队,当了四年兵。在护卫舰上,聂亮是电力分队长。“可以理解为一条船就一个城市,我就干那电力局局长的活,所有带电的都归我管。”

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首批电动汽车运营者

1997年,聂亮因为身体健康问题,选择了转业。到了杭州电力局,以前的聂中尉,也得下班组。聂亮进的是用电监察班,“监察就是管用电,到大企业或大机关,查看那些电路有什么问题。接受用电申请,包括现在充电站增容报批什么的。”

2002年,30岁的聂亮当上了处长。又干到2006年,“觉得没有激情,因为国有企业,你当了领导以后基本就会脱离具体技术和业务,大部分是程序性的工作,这样的情景不适合自己的理想”

“然后就跟领导说给我换个位置,换到电网下面科技公司。”聂亮加入的是杭州电力科技发展有限公司,后改名杭州大有科技发展有限公司。在这里,聂亮开始了和电动汽车的缘分。

2006年,国家电网就看好电动汽车行业,对浙江等四个公司,国网要求“在有基础的重点地区和景区开展城市公用充电站建设的试点、纯电动车的能源供给系统的建设试点、纯电动车的能源供给公司试点。”

浙江公司的电动汽车试点任务,很多落在了大有科技公司,聂亮也是投身其中参与者之一。

“中国第一台电动汽车是我去上牌的。”聂亮所说的,就是浙江省电力系统与万向电动汽车公司共同研制开发的2 辆纯电动型电力流动服务车。2007年8月31日,这两辆车正式投入使用。





浙江电力的流动服务车是全国首批上公告、上牌的电动汽车

在这两辆车开始运营时,杭州也建设了一座国内首创、可换可充的多功能充电站。“当时我们都是拿下来充。”聂亮说,充电功率很低,只有3kW左右。“我们说如果有两组电池,这个充完换上去那不就行了。那个时候可能还是也没有全面的选择,就觉得要换电。”

后来,2008年国家电网又拿下了国家 863 计划“电动汽车电能供给系统关键技术研究与运行考核”课题,浙江等5个省(市)电力公司作为课题协作单位共同完成其研究与实施,课题研究主要分为“电动汽车示范运行”和“电动汽车供充电关键技术研究”2个方面。

随着电动汽车运营项目的展开,2010年,杭州市成立了电动汽车服务有限公司,聂亮担任公司法定代表人。

杭州市电动汽车服务有限公司,和当地的出租车公司一起,展开了当时堪称最大规模的电动汽车示范运营项目。到2013年8月底,该公司累计建设62座充换电站和配送站,初步形成城区15分钟充换电服务圈。服务纯电动汽车370辆,累计提供换电服务43万车次。

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创立伯坦,继续换电

杭州电力系统大搞电动汽车示范的2013年,电力体制改革的方案已经基本成型。在“主辅分离”原则下,国网暂停销售侧的相关非主营业务,其中就包含了电动汽车运营业务。聂亮也在此时决意离开国网体制,创立自己的公司伯坦科技。

“伯坦就是制造业。要做什么产品?我们是做换电的电动汽车,那么得有换定的专用设备;还得找人帮你做车,就要找车厂代工;车厂愿意给你代工,前提条件是你得把车都买走;你把车都买走,前提条件是有人买车去运营;就得有换电网络……其实我们就一家把这些活都干了。”

在伯坦科技成立的2014年,关于充换电,国家的政策是不反对。“那时候你去说服车厂是很累的。国网突然不干了,大家觉得是干不下去了,其实不是这么回事。”聂亮回忆说。

在离职创业的过程中,聂亮幸运的遇到了专注于清洁能源十几年的天使投资人徐政军。不管说是缘分还是默契,伯坦科技得到了苏州义云4000万元的投资,另外做换电网络的合作伙伴时空电动也得到了的5000万投资。两家公司合作,在杭州陆续建立起20多个换电站,同时推出了中国最早的纯电动网约车服务,目前已经成为滴滴平台中最大的运力提供商。这些车辆的核心技术和零部件供应,都出自伯坦工程。

2016年,徐政军又投资了伯坦1.3亿元。他对为什么投资换电如此解释:“充换电并不存在谁优谁劣,只是适合不同的场景。换电对于一些环境、场景,是比较适合的技术。而且在很长的时间内,这个场景都存在。”这些场景,徐政军定义为:高频使用的运营汽车。

但总体而言,新能源汽车业界走上了以充电为主的路线。在国家政策不支持、业界不看好的情况下,伯坦科技坚持换电路线接近五年,盼来了政策环境的变化。2019年6月初,国家发改委等三部门发布了文件,要求新能源汽车行业推广新能源汽车电池租赁等车电分离消费方式,降低购车成本,同时借鉴公共服务领域换电模式和应用经验,鼓励企业研制充换电结合、电池配置灵活、续驶里程长短兼顾的新能源汽车产品。

“坚持了这么多年,就等了这么一个结果。”聂亮说。目前,伯坦科技正在做融资,以扩展换电业务和网络。在新能源汽车补贴接近完全退出的背景下,新能源汽车业界也注意到换电模式在强运营车辆上的优势。近期聂亮也成为多家媒体报道换电模式时的代表人物之一。伯坦和时空的换电站也频频见诸报端。

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换电的账怎么算过来?

和奥动、蔚来等底盘换电模式不同的是,伯坦科技采用的是分箱换电,不同车型可以一次性更换1-8块电池包。另外,伯坦的换电站可以支持人工、半自动以及全自动换电,设备投入可大可小、场地要求低。


采用伯坦科技换电系统的换电站

伯坦计划扩展的换电站分成社区站和中心站两种,初期会以社区站为主,让洗车行、修理店、4S店加盟。根据聂亮的测算,预计投入11万元,建设一个能储备4块60度电池的换电站,每年的纯收入接近9万元,一年多就能收回成本。

至于中心站,建设成本不计地租、电力增容,费用在400万左右,预计一天能服务250辆出租网约车,预计年营收可达900万。扣除电费、折旧、人工等等,“IRR(内部收益率)大概有20%左右,还是很高的,这种就是建设周期慢。”聂亮说。

在对比其他换电模式时,聂亮表示,能否盈利核心就看电池寿命和服务饱和率。

在车辆饱和率方面,要有尽量多换电的车辆。伯坦科技现在至少开发了四个厂家的八九种车型,他们的电池箱都是统一的,覆盖了轿车、SUV、厢式物流、轻卡、轻客,能尽量拓宽运营车辆的范围,以提高服务饱和率。




伯坦科技合作的换电车型

为了降低换电运营商的资金压力,伯坦科技还计划引入“电池银行”。电池厂家将标准电池存入电池银行,同时贷给换电运营商,降低初期投入成本,也吸引更多车企开发换电车型。

在动力电池充电、维护方面,和其他换电运营商一样,伯坦也可以在换电站在较为稳定的环境中慢充,相对快充寿命更长。另外,伯坦科技在动力电池维护上还有几个特点。

首先动力电池分箱,各个电池分别充,会比一个整包一起充充得更满。另外,聂亮借鉴国家电网做电气设备的经验,电池包分箱,有利于标准化,通用化,可维护性,便于产业化。如果电池包不分箱,而是一个整包,很难做到既符合同一标准,又行业广泛通用。

其次,在换电站里充电,可以对动力电池做充电末端阶段的均衡。细看伯坦科技的电池包,除了两个正负极接插件,还有46根针。其中部分是电池电芯或模块均衡接口。“就每一包(电池模组)都引出来了。”聂亮说,在充电达到90%或95%以后,通过均衡接口,他们会对电池模组或电芯逐个充电,以避免充不满。


伯坦电池包的接插件

聂亮表示,电池在出厂时一致性就有差别,后面再焊接、成组,根据位置、焊接点、连接件的差别,衰减也不一致。“没有均衡的话,12个月以后,压差会越来越大越大,”导致整包衰减严重。在常规做电池均衡的情况下,伯坦科技的电池包衰减要小的多。目前充电站里还在用的2014年10度电的电池箱,过了五年衰减27%-28%。聂亮称,伯坦的动力电池包,能在880次循环之后,电量保持在80%以上,而一般电池包充电只能有几百次。

通过专业的充电,拉长电池寿命,这部分的价值注入到换电系统当中,全行业的盈利才因此成为可能。

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造四轮驱动、独立转向的车

在做换电技术的同时,聂亮也在酝酿一个造车项目。

在浙江大学动力机械及车辆工程研究所,我看到了伯坦科技与该研究所联手开发的实验车。




伯坦科技四轮驱动实验车

这辆实验车,和目前杭州公路上经常见到的时空电动网约车看上去没有差别,但趴下去看,就会发现。这辆车是由四个轮边电机独立驱动的电动汽车。




伯坦科技开发的四电机动力总成

浙江大学动力机械及车辆工程研究所副所长朱绍鹏,是浙江大学电动汽车研究团队负责人,也负责和伯坦科技合作的分布式驱动电动汽车项目。

“今后的驱动系统是集成度越来越高的,而且越来越模块化、标准化。”朱绍鹏认为,“目前我们已经处于电机、电控和减速器集成的阶段,未来两三年,就会逐渐过渡到轮毂电机或轮边电机模块化驱动,也就是分布式驱动的形式。”

朱绍鹏介绍,分布式驱动有多个优势。首先,传统汽车有很长的传动链,从发动机到离合器、到变速箱、到传动轴、到差速器,到半轴。但分布式驱动都是直驱,节省了底盘空间,乘坐仓的空间利用率会大幅提升。

其次,减少了传动系统,传动效率提高,能够节约能源。

第三,可以很轻松实现全时四驱,或者前驱和后驱多种的驱动形式。

第四,可以提高车辆的稳定性。朱绍鹏说,“传统汽车的稳定性,比如ESC或者说ESP,是通过独立的控制四个刹车,来提高了稳定性,牺牲了动力性。采用分布式驱动的话,可以在过弯的时候加速,然后通过调节四个车轮的驱动力,来保证稳定性。”

如同自动驾驶系统,分布式驱动控制系统也分成三个部分,分别是执行单元(轮边或轮毂电机),传感器,以及上层控制器。

在传感器的部分,不像自动驾驶系统,分布式驱动系统并不需要加装多少传感器。朱绍鹏说,“比如说方向盘转角传感器、横摆角速度传感器等”可能就够用了,“从现有的车载传感器上或者说VCU里边读取出来传感信号就可以。”

在控制策略部分,朱绍鹏的团队基于动力学建模,开发出不同算法,组成最终的分布式驱动控制策略原型。对于控制策略原型,先通过仿真模拟测试验证,再通过实车实验,不断验证和优化控制策略。

她们团队已经开发了三代分布式驱动电动汽车,分别命名为星火1号、2号和3号。分布式驱动的阶段性成果,还输出到了电动大巴电子差速控制系统开发中。此外,星火3号也在东风裕隆试车场跑过实车测试。


对于分布式四驱何时会在乘用车上商用,朱绍鹏认为可能还需要五年。主要还要做的工作,是大规模实验验证。

聂亮则认为,三年可能就够。“工程化是看你资金强度的。因为有时候,钱可以换时间。”“工程化”具体而言,很多元器件并非车规级的,还需要工程开发。

不过,星火3号那样的,还不是聂亮想造的车。他希望,既然四轮驱动,就不要方向盘了,通过“线控摇杆”就行。而且,四轮驱动还不够,四轮还要能够独立转向。这样车辆甚至就能够横向行走。

另外,他们今年计划开发出直线电机的减震器样机。这种直线电机的减震器,可以理解类似主动式悬架,可以根据传感器检测到车身姿态、路面信息等等,控制直线电机与减震器运动方向相反的阻尼力,抵消车辆上下的震动。“它是实时反应的,人坐在车上过减速带,你感觉不到。车是不会抖的。”由于直线电机需要较大的电功率,因此电动汽车配置更为合适。

对于自动驾驶,聂亮认为现有车辆的驱动形式都不足以实现智能化,“霍金能打乒乓球吗?”而在四轮独立驱动、独立转向、完全线性控制、再加直线电机减震器这样组合下,车辆才能够及时精确地执行自动驾驶的各种指令。

“对姿态和抓地力的控制——这是自动驾驶当中基础的基础。”聂亮认为,在此基础上的车辆,才能升级到L4等高级别自动驾驶。“我已经是一个有肌肉记忆的运动员了,然后你把霍金的脑袋安我头上,我打得肯定就比较好。”

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系统性思考的逻辑

无论是充换电的选择,还是造车理念,聂亮思考问题的方式,都不是光就技术、产品展开,而是系统性的。

“新能源汽车存在的问题很多,在实践过程中,我发现,解决一个问题,第二个问题解决不了。第二个问题解决了,第三、第四、第五个问题解决不了。”聂亮总结,大部分解决单一环节的问题的思路,都不会带来好的结果。

在电动汽车生态中,“整车厂造车,叫喊充电桩不够,但没有考虑过,充电桩怎么赚钱?充电企业要多建桩,但是充电桩的商业模式是个典型的‘规模不经济’模式。对于桩企来说,最好有人排队来充电。但是反过来车主就不乐意了,就没人买车。”聂亮说,如果不是从体系上考虑电动汽车,总有一个环节会被“吃”掉,逻辑上就“活”不下去。

“以前,是补贴被吃掉了。现在补贴没有了,大家都要活下去,这个行业要运转,必须有利益。而且利益大,分得越好,产业发展得越好。”

聂亮认为,车电分离+换电模式下,既降低购买者的初始成本,又降低使用成本,还保持了类似燃油车加油的补电体验,同时由于动力电池的寿命有保证,并且在车上直接实现梯次利用(私家车-出租车-物流车),持有电池资产也有利可图——各个环节都能满意。

在造车上,他认为电动汽车本身在操控、舒适性上,相对燃油车并没有本质提高。“既然没有本质的提高,那是不会吸引消费者换代的。”但是,如果将来有一款车,操控性特别好,横着开、竖着开、斜着开都可以;舒适性特别好,不会颠。“这就相当于换代了。二三十万换这个车,大家才会买。”

聂亮说。“现在所有的车辆部件,都在百年前定下来,都是非线性的开环部件。如果自动驾驶,一定要做成线性的闭环部件。电动汽车,天然可以做成线性闭环:主动悬挂,改变轮胎抓地,独立驱动,独立转向。这才是汽车迭代迭代的方向。”(完)


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