电动汽车换电模式市场推广研究

刘松

（一汽奔腾轿车有限公司，吉林 长春 130000）

一、电动汽车换电模式及其背景

（一）电动汽车换电模式

1.集中充电模式。集中充电模式是指通过集中型充电站，对大量电池进行集中存储、集中充电、统一配送，并在电池配送站内对电动汽车进行电池更换服务。其优点如下：第一，配送站不承担充电功能，没有电网接入的问题，站址选择灵活；第二，集中型充电站充电功率大，且可集中控制充电功率，有利于制定电网友好的充电方案。主要缺点如下：第一，充电站所需供电容量很大，一般需依托变电站建设，投资成本很高；第二，需解决电池箱在集中充电站与配送站之间的物流配送问题。

2.充换电模式。充换电模式以换电站为载体，这种电池换电站同时具备电池充电及电池更换功能，站内包括供电系统、充电系统、电池更换系统、监控系统、电池检测与维护管理系统等。

采用这种充换电模式无须考虑电池的物流配送问题，充满电的电池可以立即满足车辆的换电需求。其主要缺点如下：第一，换电站的建设既要考虑地价因素及交通便利性，又要顾及电网接入的问题，站址选择不够灵活；第二，每座换电站均需配置充电机、电池箱换电设备等，投资大且需要专业维护，日常运营成本高。

（二）电动汽车换电模式的背景

1.宏观政策。2020年10月，国务院印发《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》，要求加快充换电基础设施建设，科学布局充换电基础设施，加快形成适度超前、快充为主、慢充为辅的高速公路和城乡公共充电网络，鼓励开展换电模式应用，加强智能有序充电、大功率充电、无线充电等新型充电技术的研发，提高充电的便利性和产品的可靠性。

2.换电技术。目前主流换电技术有两种，分别是模块分箱、底盘换电，其主要区别如表1。

二、换电模式的优势

（一）从技术上来看

目前，在换电模式实际应用的方案中，一般换电操作实际耗时为3～5分钟，在一定时期内，换电模式的便捷性对快充模式具有压倒性优势。

表1 模块分箱与底盘换电

表2 充电模式与换电模式特性对比

（二）从实际应用层面来看

换电模式的成熟运营可以实现对电池有效寿命的最大化利用，减少对电网接入的冲击，提供更好的用户体验。第一，对电池组采用适度的慢充速率，以延长电池寿命；第二，合理配置充电时间，充分应用峰谷电价；第三，换电模式可以通过集中管理、使用电池，将每一块电池的充放电寿命尽可能多地开发、利用起来；第四，在换电站足够多的情况下，可以消除用户的续航焦虑。

三、换电模式目前存在的问题

（一）政策层面

1.补贴政策。目前我国的新能源补贴政策是针对一车一电池组的整车系统进行设定的。换电模式则是将车与电分开处理，取得相应的补贴在政策执行上存在障碍。

2.车辆管理政策。电池组作为新能源汽车重要的动力组成部分，在车型申报管理上属于重点项目。更换电池组，特别是未来按需更换不同容量的电池组，存在私自改装的政策障碍。

3.新能源发展方向。国家对乘用车电池的引导性发展方向为高能量密度，而目前来看，三元锂电池是迎合政策的主力军。但目前主流的电池厂家生产的三元电芯在配组做成电池包后，由于一致性问题，其循环寿命大幅缩短，导致三元锂电池采用集中换电管理的意义远低于磷酸铁锂电池。

（二）技术层面

1.电池的尺寸规格标准。2016年，工信部发布了《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》的推荐性国家标准，其中对动力电芯推荐了18款尺寸规格，而不同的车型、车体，涉及的电池包和电池模组的尺寸更是千差万别。要匹配这些不同型号的电池模组进行换电，换电站需要“库存”一定数量的不同型号电池模组。

2.电池模组的质量问题。即使模组规格相同，不同驾驶环境替换下来的电池性能也各不相同。即使旧电池进行了保养维修，车主是否愿意将旧电池换给自己还有很大疑虑。

3.安全问题。当前换电的技术瓶颈包括但不限于电动车辆的高压安全、防水防尘、电池包的维护、电池包健康情况监控、长期接插件耐久性问题、充电安全等等。

（三）商业模式层面

1.换电站的规划与布局。要大规模应用，换电站就需要同加油站一样星罗棋布。如今，新能源汽车的主力市场为经济高度发达的大型、特大型城市，建设用地极为紧缺、拆迁困难、地价高昂等都限制了换电站的大规模布局。同时，充电站的建设同样面临与快充桩一样的电网负荷限制。

2.需要协调多方面资源和长期投入。换电运营需要有大量的同型号纯电车辆投放，同时需要考虑换电站场地、用电成本，以及时刻保持电池的满电状态，这大大增加了换电站的投资建设以及运行成本，需要大量的资源配合（包括政府、主机厂、换电供应商等），而且需要长期的投入。

3.换电模式目前只适用于日行驶里程长的营运行业。当电动车的续航里程能够满足日行驶里程时，用户对日间充电或换电没有需求。从目前的情况来看，换电模式可以在每年行驶较长里程的出租车、网约车中进行初步尝试。

四、结论与建议

（一）新能源汽车能源供给模式的发展方向

换电模式确实是解决新能源汽车续航问题的最理想途径，但是受制于政策、技术和市场环境等多方面的因素，短期来看，换电模式难以较快发展。在电动汽车产业发展成熟阶段，换电为主、充电服务并存的能源供给模式可期。

（二）换电模式目前适用行业

换电模式目前主要适用于日营运里程要求较高的一、二线城市的出租车，续航里程能够满足日行驶里程需求的行业和城市，换电需求不大。

（三）换电模式目前适用城市

换电模式目前适用的城市具有两个特点：一是出租车规模较大；二是地方政府强有力的支持，包括提供换电站建设支持以及电价补贴支持等，如北京、厦门、广州等城市。考虑到技术的标准化、统一化将成为换电模式普及的最大障碍，先进入市场的车企无疑占据先机。

（四）主机厂与供应商合作关系

换电模式需要换电运营商与新能源汽车主机厂具备强合作关系，共同开发市场。主机厂需要对换电商业模式进行一定的、长期的投入。目前，北汽蓝谷子公司北京新能源汽车股份有限公司对北京奥动新能源投资有限公司进行了增资，这是典型的新能源车企为布局新能源汽车市场，与换电运营商组成联合体，为用户提供综合解决方案的案例。