在新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，續(xù)駛里程短和充電時(shí)間長(zhǎng)成為限制其發(fā)展的問(wèn)題和瓶頸，減弱了新能源汽車(chē)對(duì)傳統(tǒng)燃油車(chē)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。為解決這一問(wèn)題，除了提高電池性能、降低整車(chē)電耗外，政府大力支持和推動(dòng)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建設(shè)了大量慢充充電樁、快充充電樁、充電站等充電基礎(chǔ)設(shè)施，提高了用戶(hù)充電便利性，有效緩解了里程焦慮。

換電模式作為一種新能源汽車(chē)補(bǔ)電方式，通過(guò)更換電池，可以快速為新能源汽車(chē)補(bǔ)電。換電時(shí)間與燃油車(chē)加油時(shí)間相當(dāng)，大幅縮短補(bǔ)電時(shí)間，增加消費(fèi)者使用便利性，緩解消費(fèi)者里程憂(yōu)慮。

我國(guó)換電模式發(fā)展歷程

我國(guó)早期主要是在北京奧運(yùn)會(huì)、上海世博會(huì)和廣州亞運(yùn)會(huì)期間，開(kāi)展了新能源公交車(chē)換電模式示范運(yùn)行項(xiàng)目，開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證了新能源公交車(chē)換電技術(shù)。國(guó)家電網(wǎng)公司首先在新能源乘用車(chē)領(lǐng)域進(jìn)行換電技術(shù)研究，提出了“換電為主、插充為輔、集中充電、統(tǒng)一配送”的商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式，完成相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備和出租車(chē)換電試點(diǎn)，首次提出并驗(yàn)證了“車(chē)電分離，里程計(jì)費(fèi)”的商業(yè)模式。

去年年底，國(guó)務(wù)院辦公廳正式發(fā)布了《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021 － 2035 年）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)劃》），正式明確了我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，并向世界汽車(chē)強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的國(guó)家戰(zhàn)略。《規(guī)劃》指出 ：至 2025 年，新能源汽車(chē)銷(xiāo)售比例將達(dá)20% ；至 2035 年，純電動(dòng)汽車(chē)將成為主流車(chē)型 ；未來(lái)將大力推動(dòng)充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè) ；鼓勵(lì)開(kāi)展換電模式及相關(guān)應(yīng)用。

換電模式技術(shù)路線

目前，換電模式技術(shù)路線主要有三種，分別是電池包整體式換電、電池包分箱式換電和移動(dòng)換電車(chē)換電。

電池包整體式換電

電池包整體式換電是對(duì)動(dòng)力電池包進(jìn)行整體更換的換電方式。整車(chē)搭載的動(dòng)力電池包是一個(gè)整體，通常位于整車(chē)底部，在整車(chē)底部進(jìn)行換電操作。

電池包分箱式換電

電池包分箱式換電是對(duì)動(dòng)力電池分開(kāi)更換的換電方式。整車(chē)搭載多個(gè)相互分開(kāi)的動(dòng)力電池箱，且電池箱通常被設(shè)計(jì)成規(guī)格一致的標(biāo)準(zhǔn)電池箱，實(shí)現(xiàn)電池箱之間的互換操作。

移動(dòng)換電車(chē)換電

移動(dòng)換電車(chē)換電是指采用車(chē)輛先將滿(mǎn)電電池運(yùn)送至需要換電的車(chē)輛處，再進(jìn)行電池更換的換電方式。

電池包整體式換電和電池包分箱式換電是一種固定式換電，移動(dòng)換電車(chē)則是非固定式換電。商用車(chē)領(lǐng)域主要采用電池包分箱式換電。移動(dòng)換電車(chē)換電作為電池包整體式換電和電池包分箱式換電技術(shù)的一種補(bǔ)充，應(yīng)用較少。對(duì)了對(duì)比三種換電形式，可參考如下表格進(jìn)行對(duì)比說(shuō)明。

換電模式技術(shù)優(yōu)勢(shì)

與充電樁充電模式相比，換電模式具有較多優(yōu)勢(shì)，在補(bǔ)電速度、自動(dòng)化程度、集成度等方面優(yōu)勢(shì)明顯，具體在以下方面。

1、補(bǔ)電速度快。采用換電模式的電動(dòng)汽車(chē)換電時(shí)間約1-3分鐘，與傳統(tǒng)燃油汽車(chē)加油時(shí)間相當(dāng)。若采用充電樁進(jìn)行充電，慢充樁充電時(shí)間大約為6-8個(gè)小時(shí)，快充樁的充電功率達(dá)到40kW以上，也需要1-2個(gè)小時(shí)才能將車(chē)輛完全充滿(mǎn)電。可以看出，換電站換電時(shí)間遠(yuǎn)低于充電樁充電時(shí)間。

2、自動(dòng)化水平高。換電站采用自動(dòng)化換電技術(shù)，駕駛員將車(chē)輛停在換電平臺(tái)上，工作人員通過(guò)控制機(jī)器人完成電池更換操作。駕駛員無(wú)需下車(chē)，全程不參與即可完成換電。若采用充電樁充電，駕駛員需要自行操作，將充電槍從充電樁取下連接在車(chē)輛上進(jìn)行充電，待充電結(jié)束后，再將充電槍從車(chē)上取下放回充電樁，整個(gè)過(guò)程需手動(dòng)完成，體驗(yàn)較差。

3、電池壽命延長(zhǎng)。換電站通常采用慢充策略，集中控制進(jìn)行低功率充電，并對(duì)電池進(jìn)行均衡、優(yōu)化，保證電池一致性，有利于延長(zhǎng)電池的使用壽命。

4、集成程度高。換電站占地面積較小，通常為30 m2-70m2。除換電外，還具有充電等功能，可對(duì)換下的虧電電池包及時(shí)充電。同時(shí)額外配置一定數(shù)量的動(dòng)力電池，滿(mǎn)足多輛電動(dòng)汽車(chē)換電需要。此外，換電站還對(duì)所有站內(nèi)電池進(jìn)行安全監(jiān)控、一致性均衡等，集聚化程度較高。

5、安全性更高。換電模式將充電過(guò)程從車(chē)端集中到換電站內(nèi)，統(tǒng)一對(duì)電池進(jìn)行充電，避免了分布式充電樁安全性不一致所產(chǎn)生的影響，有效提高充電安全性，24小時(shí)監(jiān)控值守，并建有數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)和消防隱患排查系統(tǒng)，電池溫度一旦超過(guò)安全限值，監(jiān)控系統(tǒng)就會(huì)報(bào)警，進(jìn)而提前干預(yù)，預(yù)防火災(zāi)發(fā)生。

6、建設(shè)速度快。換電站可快速部署，不需要過(guò)多土建工程，采用撬裝式、集裝箱結(jié)構(gòu)，1-3天即可完成建設(shè)部署，滿(mǎn)足在城市中布局和建站要求。

換電模式市場(chǎng)環(huán)境

換電模式高度依賴(lài)純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，同時(shí)與充電模式功能相同，形成競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制?，F(xiàn)有充電模式市場(chǎng)規(guī)模大、用戶(hù)廣，對(duì)換電模式形成壓制作用，而換電模式雖然目前市場(chǎng)規(guī)模較小，但市場(chǎng)風(fēng)向的改變?yōu)閾Q電模式的發(fā)展帶來(lái)了新的生機(jī)。

純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)空間廣闊，為換電模式帶來(lái)機(jī)遇。近年來(lái)，以純電動(dòng)汽車(chē)為主的新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。在最近3434和344批工信部公告中，也有不少新能源純電動(dòng)車(chē)型采用換電模式。

基于換電模式的車(chē)電分離銷(xiāo)售將降低純電動(dòng)汽車(chē)售價(jià)，增加對(duì)傳統(tǒng)燃油車(chē)的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。財(cái)政補(bǔ)貼退坡，動(dòng)力電池價(jià)格尚未降到市場(chǎng)預(yù)期，使得純電動(dòng)汽車(chē)售價(jià)居高不下，增大了消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)壓力。換電模式的車(chē)電分離售賣(mài)將大大降低整車(chē)的購(gòu)買(mǎi)價(jià)格，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

總結(jié)

充電基礎(chǔ)設(shè)施不完善仍是限制我國(guó)新能源汽車(chē)快速發(fā)展的重要因素之一，隨著我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，新能源汽車(chē)保有量不斷提高，為換電模式創(chuàng)造了發(fā)展空間。與充電模式相比，換電模式可以有效補(bǔ)充充電樁充電時(shí)間長(zhǎng)、利用率低、操作不方便等短板，更好滿(mǎn)足消費(fèi)者方便、經(jīng)濟(jì)和快捷的補(bǔ)電體驗(yàn)。發(fā)展換電模式、開(kāi)發(fā)支持換電的新能源汽車(chē)也已引起國(guó)家有關(guān)部門(mén)重視，并出臺(tái)了相關(guān)支持政策。這表明，面對(duì)新的發(fā)展機(jī)遇，換電模式具有良好的未來(lái)空間和市場(chǎng)前景。