我国换电模式风险研究及建议*

赵云峰 李罡 魏丹 杨武双 雷发常 黄思然

（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院）

经过多年的发展，我国的纯电动汽车保有量逐年增加。但随着国家财政补贴政策的退坡以及充电基础设施建设的滞后，电池包在整车中的成本占比仍然居高不下、充电的便利性问题还没有得到解决、冬季续航里程缩水、电池包存在安全隐患以及纯电动汽车二手车残值较低等问题，导致纯电动汽车与燃油车相比，还缺乏明显的竞争优势。为解决以上问题，国内外部分企业提出了通过更换电池包为纯电动汽车进行能量补充的模式，一定程度上有助于解决以上问题。但换电模式还处于行业发展期，还存在一些不确定因素。为此，文章对换电模式的风险进行了研究。

1 换电模式的概念、类型及发展情况

1.1 换电模式的概念及类型

换电模式是通过更换动力电池为新能源汽车尤其是纯电动汽车提供电能补给的一种形式。电池更换主要通过换电站实现。

根据不同的分类方法，换电模式可分为不同的类型[1]：按车载电池的位置，可分为底部、侧向、端部、中部、顶部等换电模式；按电池更换的自动化程度，可以分为手动、半自动、全自动等换电模式；按电池箱数量的不同，可分为整包、分包等换电模式；按车辆属性，可分为商用车、乘用车、专用车等换电模式。文章重点研究纯电动乘用车底部换电模式。

1.2 国外发展情况

国外进行过换电模式推广和尝试的企业主要有Better Place 公司和特斯拉。其中Better Place 公司曾在以色列、丹麦、加拿大、日本、中国等国家和地区，与个别企业及单位进行过换电模式的推广和应用尝试。但因换电模式需要大量的前期资本投入，导致该企业资金链紧张，该公司最终在2013 年宣布破产[2]。美国企业特斯拉也尝试过换电模式[3]，因换电站建设投入成本高、数量少等因素，特斯拉要求车主支付一定的电池更换服务费，这与当时特斯拉主推的超级充电相比没有价格优势，特斯拉的换电模式并没有获得消费者的支持，最终特斯拉也放弃了换电模式。

1.3 国内发展情况

我国换电模式的发展和应用相对较晚，但我国的新能源汽车尤其是纯电动汽车的保有量全球最多，为多种补能方式的发展提供了广阔的空间。发展换电模式有利于促进新能源汽车产业发展，但换电模式存在着建设成本偏高、技术标准不完善、存在骗取国家补贴空间、换电车辆发生事故后的责任难界定以及管理办法不规范等问题[4-5]，故在新能源汽车补贴金额比较高的情况下，换电模式只有个别的企业进行过部分试点。随着新能源汽车国家补贴金额降低及国家政策的逐步放开，越来越多的企业开始了对换电产品、换电模式的研发和投入。

2 换电模式风险识别

文章以市场调研为基础，以多种方法（德尔菲法、流程图、头脑风暴法、SWOT 分析法、故障树分析法等）为手段，持续对换电模式的风险进行了研究。通过参与国内外大型车展，了解换电相关的技术、产品及市场发展趋势；通过参加泰达论坛、电动汽车百人会等会议，了解相关企业的发展情况及换电技术布局；通过国家有关部委、行业组织的官方网站、公众号等，了解国家政策和标准体系的发展情况；通过多次市场调研，深入了解新能源汽车消费者的痛点和爽点，分析换电模式可能存在的市场机遇等；通过对换电站及部分换电车主的调研，了解换电模式的运营、投资、财务及使用情况等。通过以上多种途径的调研工作，对换电模式的现状、趋势、问题及需求进行了风险汇总、研讨和识别，并邀请专家组对识别的结果进行评审、判断，最后对风险进行确认。图1 示出某次基于市场调研的风险识别流程示意图。

图1 基于市场调研的风险识别流程图

通过多次风险识别，识别出换电模式存在着政策标准风险、市场风险、技术风险、运营风险以及财务风险。其中政策标准风险主要包括宏观政策风险、政策支持风险、电池管理政策风险以及换电的标准风险；市场风险主要包括市场宏观环境风险、市场需求风险以及市场竞争风险；技术风险主要包括技术开发风险、换电站安全技术风险、技术竞争风险以及技术替代风险；运营风险主要包括换电站网络建设风险、换电站网络运营及维护风险；财务风险主要包括盈利性风险和成本控制风险。

3 换电模式风险评价

3.1 建立风险模型

为充分、系统、条理、完整地评估风险，文章运用层次分析法[6]，建立了一个包含目标层、准备层和子准则层的3 层风险评价模型。其中换电模式整体风险是目标层，而政策标准风险、市场风险、技术风险、运营风险以及财务风险是换电模式风险的准则层，而各准则层之下，又分为2～4 个不等的子准则层，如表1 所示。因准则层和子准则层都由多个风险组成，各风险之间还会相互影响。为此，要分别对目标层和准则层的风险进行评价。

表1 换电模式风险评价模型

3.2 风险评价

文章通过运用层次分析法和模糊综合评价法[7]对换电模式的风险进行评价。为了准确客观评估换电模式的风险，设置了2 个指标：一是各风险的风险权重，二是各风险的影响矩阵。因换电模式涉及到的风险较多，文章以政策标准风险的评价为例，说明对风险的评价过程[8]。

1）确定政策标准风险中各子风险的权重A1：该权重主要通过德尔菲法进行确定。利用德尔菲法确定权重的主要过程是：选取奇数位专家，组成专家组（各专家之间相互匿名）、设定权重评价规则（各权重之和为1）、组织各专家进行多轮打分，直到得出一致结果。政策标准各子风险的权重结果，如表2 所示。

表2 政策标准风险各子风险权重结果

由此得到政策标准风险U1的风险权重A1=（0.250，0.200，0.250，0.300）。

2）确定政策标准风险中各子风险的影响矩阵R1：为了比较明确地定义各风险等级的影响程度，对各风险的赋值等级分别进行了划分：极小影响程度赋值区间为[0，10%]、较小影响程度赋值区间为（10%，40%]、中等影响程度赋值区间为（40%，60%]、较大影响程度赋值区间（60%，80%]、极大影响程度赋值区间为（80%，100%]。根据这一定义，设定调研问卷，并发给覆盖政策、技术、市场、运营、财务等具有多年经验的、分布在20 家企业（单位）的40 位专家，收到各专家的反馈后，对调研数据进行如实分析处理。风险影响程度调研问卷的分析结果，如表3 所示。

表3 政策标准子准则层风险调研问卷框架及调研结果

由此政策标准风险U1的评价矩阵R1，如下所示：

3）政策标准风险U1的综合评价矩阵：

B1=A1R1=（0.080，0.224，0.138，0.301，0.256）

根据最大隶属度原则，从综合评价矩阵的运算结果可以看出，政策标准风险的风险评价等级是较大风险。

同理，分析出市场风险U2、技术风险U3、运营风险U4和财务风险U5等准则层风险的等级分别为“较大、较小、中等和较大”。基于对换电模式下准则层各风险的权重分析及评价矩阵，同理可分析出目标层的风险等级。经分析，换电模式的整体风险是“较大”。换电模式各风险的评估结果与市场上相关换电企业面临的实际情况基本吻合。说明该评估方法合理、有效。

4 换电模式的风险应对建议

换电模式的整体风险较大，而当前的参与企业较多。为促进换电模式的健康发展，建议参与企业重点关注政策标准落地、换电产品市场推广进度、技术竞争及替代风险，并合理控制运营规模、有效控制财务风险。

政策标准风险：虽然近期国家出台了相关政策，比如《新能源汽车产业发展规划（2021-2035 年）》[9]明确提出了“加快充换电基础设施建设”和“鼓励开展换电模式应用”，但该文件属于国家纲领性文件，还需要各部委、行业、省市出台相关的细则才能落地。在2020 年9 月，中汽协、电池产业联盟、充电联盟、一汽、上汽、东风等20 家企业，成立了车电分离生态圈建设[10]，旨在促进换电平台、换电技术、换电电池包等标准的研究和制定。但因各企业的产品平台、车身型式、尺寸等不同，难以进行兼容，要形成统一的换电标准并执行，预计还需要较长的时间才能落地。因此对于政策标准风险，建议参与换电模式的企业，积极关注国家、部委、省市及行业的政策、标准的制定及落实情况。必要时，企业也可主动参与到政策、标准的建议或起草工作中。

市场风险：发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。新能源汽车的保有量将会逐年增多。国家鼓励开展换电模式应用，但目前主要集中在城市出租、网约车等公共用车领域，面向个人的换电车辆，还处于起步阶段。对于市场风险，建议如下：在宣传上，加强引导，让消费者增加对换电模式的认识；在产品上，换电车辆与普通的车辆相比，增加一定的辨识度，并适当增加换电产品的开发；在使用端，要打消消费者的顾虑，让消费者相信更换的电池包与原装的电池包一样安全、可靠。

技术风险：经过多年的尝试运行，换电技术本身的风险已基本可控，但面临一定的技术竞争和技术替代风险。换电模式与慢充、快充、无线充电等方式，都是电池能量补给的一种方式。有专家认为，换电会与纯电动汽车其他电能补充方式一样，在各自的使用场景下长期互补、并存[11]。对于想在换电领域发展的企业，重点关注充电技术尤其是快充技术的发展及普及。

运营风险：在换电模式中，换电站的建设及运营是该模式的核心。在建设初期，做好首个城市的换电站数量规划、位置规划、规模规划、周边配套等至关重要；同时要集中力量，促进当地换电车辆的推广和使用，增加换电车辆的数量及换电次数，在运营中，不断规避风险并提升效率。在首个城市的运营达到一定规模后，再向其他城市进行拓展，必要时，可适时引入当地的合作伙伴，共担风险。

财务风险：包括成本控制风险和盈利性风险。换电模式涉及到的技术开发、产品开发、换电站建设、换电站运营等，都应纳入到成本控制之中。对于超支的部分，建议通过缩减不必要的开支、开拓融资融券渠道、引入资金实力强的合作方等方式解决。对于盈利性风险，主要取决于车辆的换电次数及单次换电的收益。具体来说，可通过鼓励增加换电车辆的数量及使用、降低换电站的建设成本、争取换电站用电价格的政府优惠等措施进行应对。

5 结论

换电模式有助于解决纯电动汽车面临的一些问题，并且是国家鼓励发展的方向之一，很多车企都想进入换电市场。文章通过多种方法研究的结果显示，换电模式不仅存在着政策标准、市场、技术、运营、财务等风险，而且换电模式的整体风险等级较大。文章的研究结果与市场上相关企业面临的实际情况基本吻合。建议有志于参与换电模式的企业，要科学、理性、系统地及早应对相关风险。