众所周知,目前多数纯电动汽车的加电方式都是充电。但是也有像蔚来ES8、北汽EU快换版等车型采用换电模式进行加电。
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换电模式下,车辆进入换电设备,自动拆下用过的电池,换下充满电的电池,整个过程不超过三分钟。此外,一些城市的纯电动出租车、公交车也采用了换电模式。
事实上,由于存在先天优势,换电模式既可以实现电池租赁代替购买,降低用户的初始购车成本,又能以最快的方式解决电动车续航能力瓶颈问题,同时还便于电池的集中管理,延长电池使用寿命,因此一些车企在自己的产品上搭载了换电技术。
既然有着这么多的先天优势,那换电技术是不是真的就是“秘方良药”,能够快速地解决问题呢?
在解答这个问题之前先来看几个案例:
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早在2008年,以色列的Better Place公司就以换电模式的概念融资了8.5亿美元,并开始在美国和欧洲推广换电车型,还和雷诺进行了合作。
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据介绍,Better Place的一个换电站造价在200万美元以上,高昂的投资使得换电站的发展缓慢,而同时换电车型销量惨淡,并且需要庞大的支出去支撑换电网络的设备和人员,最终这家公司在2013年宣布停止运营。
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在Better Place之后,特斯拉也推出过自己换电技术,并且当时的Model S在设计生产时也考虑到了换电功能。
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但是特斯拉当时的换电服务是需要车主额外支付换电的服务费用,价格在60-80美金之间。相比之下,特斯拉的超级充电站是免费的,充电时间也不算太长。这一对比下,特斯拉随后就果断地放弃了换电模式的发展。
通过两个案例不难发现,其实换电模式也不是完美的,其在“车辆本身”以及“车外环境”两个维度都存在着一定的问题:
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更换电池过程中,电池与车辆的连接是必然涉及的问题。
需要注意的是,电池与车辆的连接非常复杂,在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需要连接;后者指水冷系统进水管和出水管的连接,同样涉及每块电池。
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因此在换电模式下,不仅对换电时的操作技术有着很高的要求,同时还对前期电池的设计以及生产同样有着高要求。毕竟这是一个直接关乎安全的问题。
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目前纯电动车的电池设计位置主要有放置在车辆前后舱和底盘平铺两种。但前者存在一定的碰撞安全隐患,而后者不仅利于碰撞安全性,同时还利于整车重量均匀分布,所以后者逐渐成为主流。
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但是从换电模式来看的话,电池组底盘平铺的设计会让电池的更换更加复杂,其必须依托于专业的支撑设备将车辆撑起,而这就意味着更多的时间的花费。
目前国内一些自主品牌的换电模式,主要是因为车辆的电池位与车辆的前后舱,更换时无需抬车,因此相对容易操作。
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众所周知,电池是有寿命的,不同使用周期的电池性能不同,而在换电池之后,用户也关心自己原本的新电池是否被换成了旧电池,但是实际中这是难以避免的。
同时,目前有一种被称为部分换电的模式,即对电池包进行切割,更换时只更换电池包的一部分电池组。但是这种模式下,会出现“老电池”和“新电池”共存的情况,而两者的损耗速度完全不同,会导致效能低的电池会影响效能高的电池。
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目前,由于各个车企的电动车技术标准不同,其电池标准也千差万别。同时,一些车企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。除此之外,不同的电池标准,也导致了换电运营商与车企合作困难。
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换电站前期投资成本巨大,不仅需要换电设备的配套研发、投产,更需要大量的电池筹备以及换电站所需的土地。
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从数据看,Better Place从2007年开始直到2013年宣布破产,前后共烧了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。
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与充电站不同,换电站需要配备相应的工作人员,运营成本就会增加,而反映到用户层面的支付金额就会增多。
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以特斯拉为例,当时其换电服务需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。这一对比下,用户往往也会抛弃换电模式。
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换电站利益的分配是个难题,因为这里面涉及到车企、电力供应商、充电运营商、土地持有方等各方利益。
总体而言,换电模式虽存在先天优势,但其目前依然还处于“看起来很美好”的阶段,而实际操作起来还是要面对这样或那样的困难。因此短期内,纯电动汽车换电依然还支持一种小众的方式,而大部分电动车车主依然还会采用充电的方式。