钜大LARGE | 点击量：727次 | 2022年07月29日
两个维度谈换电模式：究竟难在哪？
最近，纯电动汽车"换电"概念在国内又火了。除了北汽新能源、力帆等自主品牌自去年以来的主推外，今年上海车展期间，包括蔚来、奇点汽车在内的不少新造车公司，也均表示会在旗下量产产品中搭载换电技术。目前，蔚来位于武汉的换电相关研发项目已悄然展开。一时间，换电模式又被推上了风口。
事实上，由于存在先天优势，既能够有效降低电池成本高昂对整车售价的影响，又能以最快的方式解决电动汽车续航能力瓶颈问题，因此业内有关换电模式的探讨和尝试从未间断。然而，尝试大多失败。最典型的例子莫过于BetterPlace在我国市场深耕三年最终铩羽而归宣告破产，以及TSLA在全球探索两年之后正式宣布放弃换电业务。
那么，换电模式的技术和商业瓶颈到底在哪？为了系统回答这一问题，小编和几位相关工程师进行了交流，试图从"车辆本身"和"车外环境"两个维度做出解答。想要真正做好换电模式，究竟有什么难点？新兴车企想在这方面有所突破，又要注意些什么？
换电模式之于"车辆本身"
在过去有关换电模式的讨论中，业内人士关注的焦点往往集中在商业模式层面，因此本文首先从过去很少涉及的车辆本身出发，从技术角度出发，谈几点换电模式可能遇到的产品问题。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
1、连接问题
更换电池过程中，必然涉及的问题是电池作为部件和车辆"母体"的连接。
首先必须指出的是，电池本身和车辆的连接非常复杂，在未来水冷逐渐成为趋势的前提下，连接即涉及"电"，又涉及"水"。前者指电信号的连接，包括强电和弱电，每块电池上的每个信号控制都要连接；后者指水冷系统进水管和出水管的连接，相同涉及每块电池。因此，在换电模式实现的过程中，每次更换电池，综合连接复杂性可想而知，这对产品前期设计精度和强度，以及后期操作的技术都提出了极高的要求。
要注意的是，作为一款整车产品，换电模式还必须要考虑工况，即车辆需长时间行驶，除了铺装路面外，还要面对颠簸路段，有关纯电动SUV来说更是如此。在车辆颠簸的过程中，车身本身会发生一定的形变，这时候对电池连接的匹配度和强度考验更大。
之所以把连接这一点放在第一个写，因为这直接关乎安全。要了解，假设换电过程导致某个高压触头不能保持长期稳定的工况，甚至因为精度问题导致接触不良进而引发电阻增大烧蚀，后果非常严重。
2、位置问题
目前纯电动汽车的电池设计位置重要有放置在车辆前后舱和底盘平铺两种，前者存在一定的碰撞安全隐患，因此后者越来越成为主流，也就是类似TSLAModelS和ModelX的设计方式，电池包被包裹平铺在底盘中央位置，一方面有利于整车重量均匀分布，一方面有利于碰撞安全性。
不过，假如从换电模式来考虑问题的话，电池组包裹在底盘中央，势必带来更换的复杂性和难度，必须依托于专业的支撑设备将车辆撑起，并花费更多的时间进行更换操作过程。目前国内一些自主品牌的换电模式，重要是因为车辆的电池位置车辆前后舱，更换时无需抬车，因此相对容易操作。
综合来看，换电模式对整车电池位置的设计提出了新的要求，如何在保证安全性的前提下，同时满足换电操作的便捷性，而不是单纯的尽可能将电池放置在车辆外部便于更换的地方。
3、损耗问题
目前有一种声音认为，换电模式不单指整块电池包的更换，也可以对电池包进行切割，更换时只更换电池包的一部分电池组，从而达到快速补充电量的目的。这种方式被称为部分换电。
然而，在工程师看来，部分换电的方式除了连接问题外，还需考虑电池衰退和损耗的问题。具体而言，假如车辆上一部分电池是始终跟车走的"老电池"，一部分是频繁充放电的"新电池"，电池的损耗速度完全不同，效能低的电池会影响效能高的电池，这遵循"木桶原理"。
换电模式之于"车辆以外"
谈完了车辆本身要面对的几点问题后，一些车辆以外，换电模式面对的大环境问题也不得不提。具体说几点：
1、价格问题
这里所说的价格因素重要指两个方面：第一是B端投资层面；第二是C端使用层面。
有关投资，换电站基础设施的投资可谓巨大，不仅仅要换电设备的配套研发、投产、配套，更要大量的电池筹备，这里的综合硬件成本可想而知。从数据看，BetterPlace从2007年开始直到13年宣布破产，前后烧了8亿美金，最终破产的一个重要原因就是资金投入量太大，入不敷出。
有关使用，换电站和充电站不同，换电要配套人工，按照正常的模式而言，对用户来说就必须付出额外的成本。以TSLA为例，当时其换电服务要车主额外支付换电的服务费用，在60-80美金之间，但其超级充电站是免费的，充电时间也不算太长。这一比较下，用户往往也会抛弃换电模式。
2、标准问题
硬件上除了换电站的投入成本外，最大的问题在于电池的标准：一方面各个公司的电动汽车技术标准不同，电池标准也千差万别；另一方面车企普遍不愿意共享技术标准，使得换电为主的模式在超出一个车企范围之外就根本无法实际运行。此外，不同的电池标准，也导致换电运营商和汽车生产商合作困难。
依旧以BetterPlace举例，其在发展的几年时间内，只敲定了雷诺一家合作伙伴，TSLA虽然曾多次呼吁车企联合，但结果是几乎没有车企和其签订实际合作协议。
3、使用场景问题
这是一个很有意思的话题，作为一般车主来说，究竟是倾向于充电还是换电模式？
当然，换电模式无疑在一些特定的使用场景很有用途，例如出租车、公交车等，这些行业用车对时间和便捷度的要求极高，且车型相对单一，路况相对固定，也比较便于形成换电模式供应动力锂电池以及车辆使用、维保一体化解决方法。
不过，假如是普通用户，家中有充电桩，且常去的环境中超级充电桩很充裕，那么其是否会使用换电模式，这是一个问题。TSLACEO马斯克曾说，其之所以推出换电，是为了试验人们是否会使用这一模式，但在用户用脚投票后，TSLA认为"这一模式价值不大"。
在我们看来来，假如真正做到便捷性和安全性，换电模式的需求空间会存在，就好像人们需求选择不同的出行方式相同，有私家车的同时，也要打出租车，要骑自行车，在电动汽车的使用过程中，不论是充电还是换电，都将解决用户在特定使用场景的特定需求。因此，如何解决换电过程中可能出现的技术问题，并将其友好的投入商用，这才是问题的核心，也是新兴车企试图主打这一模式过程中，必须解决的问题。
