国家政策利好换电模式在中国开始复苏

　　随后，特斯拉全球副总裁陶琳作出回应，她公开表示：“我们从始至终坚信充电模式是大规模民用电动车最好的补能方式。不断加大充电桩的布局，提高充电效率，我们大家都认为这是解决用户充电焦虑的最佳方案。”

　　对于特斯拉的此番言论，一些中国新能源车企持有不同意见，其中最具代表性的，比如蔚来坚持 “换电” 路线，并将其作为最根本的发展策略。

　　至此，目前新能源汽车的补能模式可分为两大派系：以中国部分车企为代表的 “换电” 派、和以特斯拉代表的 “充电” 派。

　　“从目前来看，‘换电’和‘充电’并不是二元对立的关系，两者融合共生、并行发展，共同助力新能源汽车的发展。从中长期来看，‘换电’模式具有很大的潜力。” 中国科学院物理研究所博士生导师、天目湖先进储能技术研究院首席科学家吴凡告诉 DeepTech。

　　就中国而言，换电并不是一个新鲜概念。“早在 2011 年，国家电网就确定了以‘换电为主，插充为辅，集中充电，统一配送’的运营思路，但由于当时新能源汽车市场尚未打开，换电生态缺乏用户基础，因此换电模式被逐渐搁置。” 吴凡指出。

　　如今，随着中国新能源汽车市场的不断拓展，从 2019 年开始，国家政策计划中重提 “换电”、“车电分离” 等概念，曾被搁置多年的换电模式开始复苏。

　　紧接着，自 2020 年以来，国家颁布的一系列有关政策频繁提及、并鼓励发展换电模式，这充分表明换电模式重新获得重视。

　　与此同时，碳达峰、碳中和慢慢的变成了全世界共同关注的重大问题。2020 年底，中央经济工作会议确定了中国将在 2030 年碳达峰、2060 年碳中和的目标，将 “做好碳达峰、碳中和工作” 列为 2021 年八项重点任务之一。今年两会期间，国务院总理作政府工作报告时指出：“增加停车场、充电桩、换电站等设施，加快建设动力电池回收利用体系。”

　　可以说，发展新能源汽车、推广换电站建设、完善电池回收体系，对加速中国实现 “30、60” 双碳目标起到至关重要的作用。

　　中国新能源车企对于换电模式的探索也比较早。北汽新能源和蔚来汽车两家整车企业较早布局了换电领域，二者在目标市场的选择上各有侧重，北汽主攻公共用车、出租车领域，而蔚来更加重视私家车市场。

　　如今随国家层面的明确表态，中国众多车企迅速响应号召开始着力发展。除了上述两家车企，包括吉利汽车、哪吒汽车、上汽荣威、小鹏汽车、长安新能源等中国车企也正积极布局换电汽车市场。

　　另外，针对换电模式的研发技术和商业运营还出现了伯坦科技、奥动等一系列科技公司。与此同时，宁德时代等一些电池制造企业也纷纷参与进来，积极开展换电领域的广泛合作。

　　此次 “换电” 大潮，其实也是政府对中国企业在换电领域先行探索和拓展的认可。“随着换电政策的逐步明朗和细化，相信中国将会有更多的上下游企业加入到换电建设中来。” 吴凡表示。

　　相较于中国的 “大步快走”，国外对于换电模式则表现得 “谨小慎微”，虽然各国从未放弃对于换电的探索，但充电始终都是主流。

　　吴凡介绍称，2013 年初，特斯拉尝试在加州建造换电站，但因换电相较超级快充没有价格上的优势且没获得消费者的支持，最终特斯拉在 2015 年放弃了换电模式。

　　相较于充电，换电对于众多购买的人来说有哪一些好处呢？对此，吴凡表示换电模式的优势大多数表现在以下几个方面。

　　1、换电模式汽车采用车电分离的设计理念，可降低购车初始成本、降低自燃风险，还避免了后期电池性能衰减和寿命问题。“随着电池技术的进步，后期可以租用容量更高的新型电池，极大地延长了电动汽车的保值率、常规使用的寿命以及续航里程。” 他说道。

　　2、相较于较长的充电时间，换电最快 3 分钟就可以完成，这能极大提高出行便捷度。

　　3、长途旅行用大电池，日常通勤用小电池，换电模式让用户都能够按需取电，大大降低车重、节能减耗。

　　4、避免大量用户在夜间用电高峰期充电造成的额外花销，同时还能减少城市供电系统压力（电池运营公司可利用峰谷优惠时间来对电池充电，可大大降低租赁成本）。

　　对车企和电池厂而言，换电可帮他们推出换电车。同时，电池由运营公司做统一管理、维护与保养，可提升电池使用寿命和安全性。“此外，换电模式还有利于电池全生命周期管理，便于进行梯次利用和回收利用，减少了电池报废对环境造成污染的隐患，以此来实现电池效益最大化 。” 吴凡表示。

　　非常重要的一点，不论是充电模式还是换电模式，都不可避免会遇到电池淘汰问题，废旧电池处理和回收利用水平直接决定了对环境的污染程度，同时鉴于钴镍等金属资源的匮乏，回收电池中的金属资源，可极大地避免资源浪费，创造经济价值。显然，电池回收利用体系从某些特定的程度上决定着未来新能源汽车行业的发展。

　　“目前，退役电池的回收利用有两种形式：一是梯次利用；二是再生利用。对于梯次利用，需要企业获得电池出厂技术规格等信息，故要加强上下游合作，更快更好地判断退役电池适合场景；对于再生利用，主要通过火法冶金、湿法冶金从废旧电池中回收金属。目前，开发更简单的工业规模的湿法冶金技术非常关注。” 吴凡表示。

　　“现阶段整个电池回收利用市场处于生长期，发展形态趋势向好。除了关键技术的突破，未来动力电池的回收将通过整车厂、电池企业、材料企业、梯次利用企业、回收企业之间相互合作，实现互利共赢的完整产业链模式。” 他补充道。

　　虽然换电模式优势颇多，但也并非十全十美，对此，吴凡指出了现阶段换电模式亟待解决的几个问题。

　　规格难统一，不同车企甚至同一企业的不同车型使用的电池技术规格不一样，电池接口和安装方法也不完全一样，电池管理系统的控制逻辑各有各的特点，难以做到通用性。就目前来说，市场上的换电模式都是企业针对自己车型应用的，无法兼容别的企业的换电业务。

　　充电的操作非常简便，对比之下，换电则较为复杂。吴凡表示，“换电模式的核心是‘车电分离’，就现阶段而言，换电过程的实现形式有模块分箱换电、底盘换电以及侧方换电三种。”

　　其中，采用模块分箱换电技术的车型，其电池由多块独立可分离的电池构成，技术标准化容易实现、通用性较好。

　　采用底盘换电技术的车型，其电池位于汽车底部，电池的卸载和安装都由一个固定可升降的举升设备来完成，可兼顾安全性和运行性能。

　　图 三种换电技术实现形式（来源：受访者） 现阶段两者择优而选，中长期换电具有较强发展潜力

　　众所周知，使用新能源汽车存在两大焦虑，一是续航焦虑，二是安全焦虑。“电池的技术发展都是围绕这两个问题展开的，充电模式下要求我们把这两个问题都解决的很好，对单个电池的性能要求很高，目前来说还远远不足，而且电池技术的突破不是一蹴而就的，充电模式对电池技术的依赖很大。”吴凡说道。

　　相比之下，换电模式对电池技术依赖程度更小，在换电站数量足够的情况下，能够充分解决续航和安全问题，而且其补能效率非常高，具有媲美甚至超过燃油车加油的效率，显然，这个特点是充电模式目前所不及的。

　　吴凡指出，“换电站和充电站的建设较为类似，充电站的数量已在近年迅速增加，因此换电站也有很大的可能性做到。相信随时间的推移，基础设施建设成熟以后，换电模式可能会与更依赖于单体电池技术的充电模式并行发展，服务于不同应用场景和客户的真实需求。” 然而，换电站的普及并不是最关键的问题，标准化问题才是。“目前各个车企电池标准不统一，单家车企推行换电，成本非常高，此时国家和政府的态度就显得很重要。” 他说。好在 2020 年开始，从中央到地方出台了一系列利好政策，而且在标准化问题上也有了实质性进展。 诚然，实现标准化之路并不是特别容易，这背后涉及到太多的利益纷争。“电池是新能源汽车最核心的部零部件，电池管理系统（BMS）更是整车企业核心技术中的核心，标准化之后，BMS 很可能不再是企业核心竞争力，因此短期内恐怕很难在不同企业之间统一换电标准。” 他指出。 “未来，需要依靠政府主管部门和行业组织促成动力电池标准统一，电池生产公司实现规模化效应，从而逐步降低成本，最终实现无门槛换电。” 吴凡告诉 DeepTech。

　　最后，他就“换电模式与充电模式究竟孰优孰劣”的问题表达了自己的看法：“目前来看，充电设施更普遍，换电设施更高效，充分的发挥两者各自的优势，针对不同的场景采用不一样的模式是当下的最优解。”

　　“对于商用车，换电是一种不错的商业模式。对于私家车而言，短期乃至中期来看，最好的方式还是充电，根据更具体的工作场景选择慢充+快充的结合。中期乃至长久来看，换电模式有很大的潜力。”吴凡表示。

　　随着相关换电政策的不断出台，相信在国家政府部门的主导下，终将迎来标准化问题解决的那一天。届时，换电模式和充电模式到底谁更胜一筹，我们拭目以待。

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