2 月 26 日，特斯拉（上海）有限公司進(jìn)行了工商信息變更，經(jīng)營(yíng)范圍中新增了“新能源汽車換電設(shè)施銷售” 。消息一出，立即引發(fā)業(yè)界熱議。

圖 | 特斯拉（上海）有限公司工商信息變更（來源：企查查）

隨后，特斯拉全球副總裁陶琳作出回應(yīng)，她公開表示：“我們一直堅(jiān)信充電模式是大規(guī)模民用電動(dòng)車最好的補(bǔ)能方式。不斷加大充電樁的布局，提高充電效率，我們認(rèn)為這是解決用戶充電焦慮的最佳方案?！?/p>

顯然，特斯拉的立場(chǎng)非常明確 —— 將堅(jiān)定不移地走 “充電” 路線。

對(duì)于特斯拉的此番言論，一些中國(guó)新能源車企持有不同意見，其中最具代表性的，比如蔚來堅(jiān)持 “換電” 路線，并將其作為最根本的發(fā)展策略。

至此，目前新能源汽車的補(bǔ)能模式可分為兩大派系：以中國(guó)部分車企為代表的 “換電” 派、和以特斯拉代表的 “充電” 派。

“從目前來看，‘換電’和‘充電’并不是二元對(duì)立的關(guān)系，兩者融合共生、并行發(fā)展，共同助力新能源汽車的發(fā)展。從中長(zhǎng)期來看，‘換電’模式具有很大的潛力?！?中國(guó)科學(xué)院物理研究所博士生導(dǎo)師、天目湖先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)研究院首席科學(xué)家吳凡告訴 DeepTech。

國(guó)家政策利好，換電模式在中國(guó)開始復(fù)蘇

就中國(guó)而言，換電并不是一個(gè)新鮮概念?！霸缭?2011 年，國(guó)家電網(wǎng)就確定了以‘換電為主，插充為輔，集中充電，統(tǒng)一配送’的運(yùn)營(yíng)思路，但由于當(dāng)時(shí)新能源汽車市場(chǎng)尚未打開，換電生態(tài)缺乏用戶基礎(chǔ)，因此換電模式被逐漸擱置?！?吳凡指出。

如今，隨著中國(guó)新能源汽車市場(chǎng)的不斷拓展，從 2019 年開始，國(guó)家政策計(jì)劃中重提 “換電”、“車電分離” 等概念，曾被擱置多年的換電模式開始復(fù)蘇。

緊接著，自 2020 年以來，國(guó)家頒布的一系列相關(guān)政策頻繁提及、并鼓勵(lì)發(fā)展換電模式，這充分表明換電模式重新獲得重視。

圖 | 2019-2020年國(guó)家頒布的換電模式相關(guān)政策（來源：受訪者）

與此同時(shí)，碳達(dá)峰、碳中和已經(jīng)成為全世界共同關(guān)注的重大問題。2020 年底，中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議確定了中國(guó)將在 2030 年碳達(dá)峰、2060 年碳中和的目標(biāo)，將 “做好碳達(dá)峰、碳中和工作” 列為 2021 年八項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)之一。今年兩會(huì)期間，國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)作政府工作報(bào)告時(shí)指出：“增加停車場(chǎng)、充電樁、換電站等設(shè)施，加快建設(shè)動(dòng)力電池回收利用體系。”

可以說，發(fā)展新能源汽車、推廣換電站建設(shè)、完善電池回收體系，對(duì)加速中國(guó)實(shí)現(xiàn) “30、60” 雙碳目標(biāo)起到至關(guān)重要的作用。

從國(guó)家政策釋放出來的信號(hào)來看，中國(guó)新能源汽車換電體系真正迎來了新機(jī)遇。

相關(guān)企業(yè)積極探索換電，已呈雨后春筍之勢(shì)

中國(guó)新能源車企對(duì)于換電模式的探索也比較早。北汽新能源和蔚來汽車兩家整車企業(yè)較早布局了換電領(lǐng)域，二者在目標(biāo)市場(chǎng)的選擇上各有側(cè)重，北汽主攻公共用車、出租車領(lǐng)域，而蔚來更加重視私家車市場(chǎng)。

如今隨著國(guó)家層面的明確表態(tài)，中國(guó)眾多車企迅速響應(yīng)號(hào)召開始著力發(fā)展。除了上述兩家車企，包括吉利汽車、哪吒汽車、上汽榮威、小鵬汽車、長(zhǎng)安新能源等中國(guó)車企也正積極布局換電汽車市場(chǎng)。

另外，針對(duì)換電模式的技術(shù)研發(fā)和商業(yè)運(yùn)營(yíng)還出現(xiàn)了伯坦科技、奧動(dòng)等一系列科技公司。與此同時(shí)，寧德時(shí)代等一些電池制造企業(yè)也紛紛參與進(jìn)來，積極開展換電領(lǐng)域的廣泛合作。

此次 “換電” 大潮，其實(shí)也是政府對(duì)中國(guó)企業(yè)在換電領(lǐng)域先行探索和拓展的認(rèn)可。“隨著換電政策的逐步明朗和細(xì)化，相信中國(guó)將會(huì)有越來越多的上下游企業(yè)加入到換電建設(shè)中來?！?吳凡表示。

相較于中國(guó)的 “大步快走”，國(guó)外對(duì)于換電模式則表現(xiàn)得 “謹(jǐn)小慎微”，雖然各國(guó)從未放棄對(duì)于換電的探索，但充電始終都是主流。

吳凡介紹稱，2013 年初，特斯拉嘗試在加州建造換電站，但因換電相較超級(jí)快充沒有價(jià)格優(yōu)勢(shì)且沒有獲得消費(fèi)者的支持，最終特斯拉在 2015 年放棄了換電模式。

換電模式對(duì)于用戶、車企、國(guó)家層面優(yōu)勢(shì)頗多

相較于充電，換電對(duì)于廣大消費(fèi)者來說有哪些好處呢？對(duì)此，吳凡表示換電模式的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1、換電模式汽車采用車電分離的設(shè)計(jì)理念，可降低購(gòu)車初始成本、降低自燃風(fēng)險(xiǎn)，還避免了后期電池性能衰減和壽命問題。“隨著電池技術(shù)的進(jìn)步，后期可以租用容量更高的新型電池，極大地延長(zhǎng)了電動(dòng)汽車的保值率、使用壽命以及續(xù)航里程?！?他說道。

2、相較于較長(zhǎng)的充電時(shí)間，換電最快 3 分鐘即可完成，這能極大提高出行便捷度。

3、長(zhǎng)途旅行用大電池，日常通勤用小電池，換電模式讓用戶可以按需取電，有效降低車重、節(jié)能減耗。

4、避免大量用戶在夜間用電高峰期充電造成的額外花銷，同時(shí)還能減少城市供電系統(tǒng)壓力（電池運(yùn)營(yíng)公司可利用峰谷優(yōu)惠時(shí)間來對(duì)電池充電，可有效降低租賃成本）。

5、解決了老舊小區(qū)由于電壓負(fù)荷不夠?qū)е鲁潆姌稛o法建設(shè)的難題。

對(duì)車企和電池廠而言，換電可幫助他們推出換電車。同時(shí)，電池由運(yùn)營(yíng)公司進(jìn)行統(tǒng)一管理、維護(hù)與保養(yǎng)，可提升電池壽命和安全性。“此外，換電模式還有利于電池全生命周期管理，便于進(jìn)行梯次利用和回收利用，減少了電池報(bào)廢污染環(huán)境的隱患，從而實(shí)現(xiàn)電池效益最大化 。” 吳凡表示。

圖 | 電池回收利用（來源：Pixabay）

非常重要的一點(diǎn)，不論是充電模式還是換電模式，都不可避免會(huì)遇到電池淘汰問題，廢舊電池處理和回收利用水平直接決定了對(duì)環(huán)境的污染程度，同時(shí)鑒于鈷鎳等金屬資源的匱乏，回收電池中的金屬資源，可極大地避免資源浪費(fèi)，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值。顯然，電池回收利用體系從一定程度上決定著未來新能源汽車行業(yè)的發(fā)展。

“目前，退役電池的回收利用有兩種形式：一是梯次利用；二是再生利用。對(duì)于梯次利用，需要企業(yè)獲得電池出廠技術(shù)規(guī)格等信息，故要加強(qiáng)上下游合作，更快更好地判斷退役電池適合場(chǎng)景；對(duì)于再生利用，主要通過火法冶金、濕法冶金從廢舊電池中回收金屬。目前，開發(fā)更簡(jiǎn)單的工業(yè)規(guī)模的濕法冶金技術(shù)備受關(guān)注?！?吳凡表示。

“現(xiàn)階段整個(gè)電池回收利用市場(chǎng)處于生長(zhǎng)期，發(fā)展態(tài)勢(shì)向好。除了關(guān)鍵技術(shù)的突破，未來動(dòng)力電池的回收將通過整車廠、電池企業(yè)、材料企業(yè)、梯次利用企業(yè)、回收企業(yè)之間相互合作，實(shí)現(xiàn)互利共贏的完整產(chǎn)業(yè)鏈模式?！?他補(bǔ)充道。

現(xiàn)階段換電模式尚不成熟、沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

雖然換電模式優(yōu)勢(shì)頗多，但也并非十全十美，對(duì)此，吳凡指出了現(xiàn)階段換電模式亟待解決的幾個(gè)問題。

換電技術(shù)和實(shí)現(xiàn)形式較為復(fù)雜，而且換電站的建設(shè)和運(yùn)維成本相對(duì)更高。

規(guī)格難統(tǒng)一，不同車企甚至同一企業(yè)的不同車型使用的電池技術(shù)規(guī)格不一樣，電池接口和安裝方式也不盡相同，電池管理系統(tǒng)的控制邏輯各有各的特點(diǎn)，難以做到通用性。就目前來說，市場(chǎng)上的換電模式都是企業(yè)針對(duì)自己車型應(yīng)用的，無法兼容其它企業(yè)的換電業(yè)務(wù)。

電池性能差異以及安全責(zé)任歸屬問題。

市場(chǎng)培育期規(guī)模不足，管理規(guī)范不夠明確。

換電站數(shù)量遠(yuǎn)少于充電樁數(shù)量，用戶存在換電難問題。

這些因素都會(huì)制約換電的推廣普及，因此換電模式還有一段艱難的路要走。

圖 | 特斯拉充電樁（來源：Pixabay）

充電的操作非常簡(jiǎn)便，對(duì)比之下，換電則較為復(fù)雜。吳凡表示，“換電模式的核心是‘車電分離’，就現(xiàn)階段而言，換電過程的實(shí)現(xiàn)形式有模塊分箱換電、底盤換電以及側(cè)方換電三種?！?/p>

其中，采用模塊分箱換電技術(shù)的車型，其電池由多塊獨(dú)立可分離的電池構(gòu)成，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化容易實(shí)現(xiàn)、通用性較好。

采用底盤換電技術(shù)的車型，其電池位于汽車底部，電池的卸載和安裝都由一個(gè)固定可升降的舉升設(shè)備來完成，可兼顧安全性和運(yùn)行性能。

這三種技術(shù)詳細(xì)對(duì)比參見如下表格。

圖 | 三種換電技術(shù)實(shí)現(xiàn)形式（來源：受訪者） 現(xiàn)階段兩者擇優(yōu)而選，中長(zhǎng)期換電具有較強(qiáng)發(fā)展?jié)摿?/p>

眾所周知，使用新能源汽車存在兩大焦慮，一是續(xù)航焦慮，二是安全焦慮?！半姵氐募夹g(shù)發(fā)展都是圍繞這兩個(gè)問題展開的，充電模式下要求我們把這兩個(gè)問題都解決的很好，對(duì)單個(gè)電池的性能要求很高，目前來說還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，而且電池技術(shù)的突破不是一蹴而就的，充電模式對(duì)電池技術(shù)的依賴很大?！眳欠舱f道。

相比之下，換電模式對(duì)電池技術(shù)依賴程度更小，在換電站數(shù)量足夠的情況下，能夠充分解決續(xù)航和安全問題，而且其補(bǔ)能效率非常高，具有媲美甚至超過燃油車加油的效率，顯然，這個(gè)特點(diǎn)是充電模式目前所不及的。

圖 | 充電中的新能源汽車（來源：Pixabay）

吳凡指出，“換電站和充電站的建設(shè)較為類似，充電站的數(shù)量已在近年迅速增加，因此換電站也很有可能做到。相信隨著時(shí)間的推移，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成熟以后，換電模式可能會(huì)與更依賴于單體電池技術(shù)的充電模式并行發(fā)展，服務(wù)于不同應(yīng)用場(chǎng)景和客戶需求?！?然而，換電站的普及并不是最關(guān)鍵的問題，標(biāo)準(zhǔn)化問題才是。“目前各個(gè)車企電池標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，單家車企推行換電，成本非常高，此時(shí)國(guó)家和政府的態(tài)度就顯得非常重要?！?他說。好在 2020 年開始，從中央到地方出臺(tái)了一系列利好政策，而且在標(biāo)準(zhǔn)化問題上也有了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。 誠(chéng)然，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化之路并不容易，這背后涉及到太多的利益紛爭(zhēng)?！半姵厥切履茉雌囎詈诵牡牟苛悴考?，電池管理系統(tǒng)（BMS）更是整車企業(yè)核心技術(shù)中的核心，標(biāo)準(zhǔn)化之后，BMS 很可能不再是企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，因此短期內(nèi)恐怕很難在不同企業(yè)之間統(tǒng)一換電標(biāo)準(zhǔn)?！?他指出。 “未來，需要依靠政府主管部門和行業(yè)組織促成動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，電池生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?yīng)，從而進(jìn)一步降低成本，最終實(shí)現(xiàn)無門檻換電?！?吳凡告訴 DeepTech。

最后，他就“換電模式與充電模式究竟孰優(yōu)孰劣”的問題表達(dá)了自己的看法：“目前來看，充電設(shè)施更普遍，換電設(shè)施更高效，充分發(fā)揮兩者各自的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)不同的場(chǎng)景采用不同的模式是當(dāng)下的最優(yōu)解?！?/p>

“對(duì)于商用車，換電是一種不錯(cuò)的商業(yè)模式。對(duì)于私家車而言，短期乃至中期來看，最好的方式還是充電，根據(jù)更具體的工作場(chǎng)景選擇慢充+快充的結(jié)合。中期乃至長(zhǎng)期來看，換電模式具有非常大的潛力?！眳欠脖硎?。

隨著相關(guān)換電政策的不斷出臺(tái)，相信在國(guó)家政府部門的主導(dǎo)下，終將迎來標(biāo)準(zhǔn)化問題解決的那一天。屆時(shí)，換電模式和充電模式到底誰更勝一籌，我們拭目以待。

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