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2019-08-23
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皆电
如今随着电池密度的提升，续航已经能达到500km以上，电动车的痛点已经从续航不够长逐渐转移到了充电不够快。
有人说，不是有快充嘛，确实快充能缩短充电时长，但是即使是充电速度最快的特斯拉，使用超充充至80%以上电量也要半小时以上。
那么充电是不是永远不可能像加油一样快呢，换电模式或许是一个不错的方法。
而近日，国家有关部门也发表了《推动重点消费品更新升级畅通资源循环利用实施方案（2019～2020年）》，里面明确指出，要推广新能源汽车电池租赁等车电分离消费方式，降低购车成本。
方案一出激起千层浪，“车电分离”、“换电模式”又再次成为讨论的焦点。
相比充电，换电优势如何
1、比充电速度快
现阶段即使是使用快充进行充电，充电速度也未必会达到最高速度，还会受充电桩分配、电池状态而定，使用快充充满40分钟以上是肯定的。
而一般的换电所需时间在3-5分钟左右，全程算上进站出站最多也就10分钟，跟燃油车加油时间差不多，所以说换电模式很好的解决了耗费时间的问题。
2、电池维护和迭代升级
电池的统一管理也可以延长电池的使用寿命，统一进行慢充，从而达到延缓电池衰减、增强安全可靠性，更有利于电池回收和后续价值开发。
有了换电模式，健康有问题的高压电池包可以回炉退出服役，安心使用随便放飞，用残了这一批，还有新的下一批。
另外电池包是可以迭代的，电池能量密度去到160kWh/kg、200kWh/kg、300kWh/kg，纯电动车续航就会不断增加。
换电这么好，特斯拉为何放弃
早在2013年，特斯拉CEO马斯克就向公众展示了特斯拉的93秒换电技术，但两年后，马斯克就表示经过试验换电技术的推广价值不大，特斯拉换电业务也就偃旗息鼓了。
特斯拉放弃换电模式主要是两个原因，一是用得贵。
特斯拉的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。而相比之下，特斯拉遍布各地的超级充电桩，20分钟就可以充满一半电量并且车主的花费却为零。
对比充电与换电这两种能源补给方式的经济性后，大多数车主毫不犹豫地选择了快充的方式补电。
二是用得烦，特斯拉的车主更换电池后需要返程时再换回来，或者由特斯拉给你邮寄过去(收费)，如果想保留新电池还要补差价。这种服务设定让绝大部分用户抓狂，这意味着用户在换完电池后很有可能要为留在换电站的电池再单独跑一趟。
那么是不是换电模式就是不科学？事实并非如此，特斯拉放弃的是特斯拉换电模式。
提供换电模式还有谁
目前国内采用换电模式的车企主要有北汽新能源、力帆以及蔚来三家，不过它们在换电模式应用上还是有差别的。
北汽新能源的换电模式主要应用在出租车行业，近期才开始对个人车主开放。力帆的换电则主要应用于分时租赁车辆上，也就是旗下的盼达用车；而蔚来汽车的换电从一开始就是面对个人用户。我们对其中的北汽新能源和蔚来汽车换电站进行了实地探访，看看换电模式的速度和费用等情况。
1、北汽新能源
为北汽新能源EU换电版车型进行换电服务的是一家名为“奥动电吧”的企业，这里有必要先给大家理一理它们之间的关系。
在整个换电模式中，其实是由北汽新能源、奥动新能源和上海电巴三方合作而来，北汽新能源负责提供换电版车型，奥动新能源负责电动汽车充电电池的推广及换电站建设运营，另一方上海电巴则负责充电基础设施的研发制造以及充电站建设运营。
目前“奥动电吧”换电站已经开通了北京、上海、广州等11个城市，根据出租车公司购买和投放的换电车数量不同，换电站的数量也有差异，北京的换电站已经有将近40家，而广州的换电站数量只有19个。
不过不论数量的多少，它们共同的特点是只能为北汽新能源的EU换电版车型进行更换电池的服务。
换电站的建设并不复杂，利用集装箱模块化建设，使用L 形的结构，占地面积在50-100平方之间。用集装箱的好处是能够降低成本，并且方便建造，短时间内就能建成。单个换电站的建设成本约 300万元，根据需求里面容纳的电池数量也从几块到几十块不等。站内使用 20kW 的充电功率对电池进行充电，充满需要耗时1小时以上。
换电究竟有多快——3-5分钟，与加油相当
整个换电过程并不复杂，将车辆开上换电位，前轮会有固定卡位，后轮则通过多组滑轮调整车辆停在准确位置。
停在换电区域后，换电机构会通过传感器对电池组进行精确定位，顶起车身底部的电池组进行解锁，这个过程非常快，10多秒即可将电池组卸下。
将换下的电池存到电池仓充电，再从电池仓取出充好的电池耗时会比较久，大概在2分钟；
取出电池后的安装和拆下电池的耗时相当，更换好电池后车辆会进行自检无需人工检查，整个换电过程也就3分钟左右。
当然这还不包括其它像排队、扫码扣费等时间，算上这些总耗时会在5分钟左右。目前北汽新能源 EU220、EU260、EU300 三款车型由于使用相同尺寸的电池，因此都可以在这里换电。
换电费用——按里程计费
这里需要明确的是，出租车运营车辆和个人车主的收费方式是不一样的。
出租车的车辆是由出租公司购买，车价包含电池组，车辆和电池所有权都归出租车公司，司机需要向出租车公司提交份子钱。
面对这种用户，“奥动电吧”一般会提供充值套餐，司机需要支付一定金额购买一个里程包，电费都包含在这个里程包里，换电也是免费的；超出公里数后，可以继续再购买该套餐。
总结一下就是根据行驶里程收费，出租车司机表示算下来费用是0.35元/公里。
如果你是个人用户，那么换电费用是有所区别的。目前个人用户能买到的北汽新能源换电车型只有一款EU300换电版，车价是7.98万元。
值得注意的是，这个价格是不包括电池价格的，电池由奥动新能源提供，电池的所有权属于奥动新能源，个人车主只有使用权。
所以个人用户需要每月支付458元的电池租金，另外再购买套餐根据行驶里程计算费用。
所以最后算下来，个人车主如果购买换电车型，实际算下来每公里行驶费用最贵在0.74元/公里（不超里程），另外按里程计费像堵车、开空调耗费的电量无法计入里程，考虑到购车费用降低了，究竟值不值当就需要根据自身情况来衡量了。
2、蔚来汽车
和北汽新能源建立的换电站模式不同，蔚来汽车的换电站目前主要依靠自身资源建立，上下游都是由自己把控。
不过最新的消息是蔚来将会把旗下能源补给服务NIO Power进行拆分独立开来，独立融资。
NIO Power体系是通过立体式服务来达成补能目标，简单来说，作为用户只要下达“一键加电”指令，蔚来会根据你的车辆所在位置以及附近的资源，自行决定用快充桩、换电站或者开奶车来为你补能，而这个过程当中你不需要进行其它任何操作，NIO Power团队会获得临时授权来获取车辆的临时控制权，在车主无觉察的过程中完成补能操作，体验极佳。
目前，蔚来已经在全国一二线城市部署超100座换电站，根据蔚来官方的计划，2020年将在全国建设超过1100座换电站。
蔚来的换电站占地面积明显更小，储存的电池也更少，每个换电站储备 5 块电池以及3个停车位，随换随充。后期电池数量不够时，可以在换电站的左侧拓展电池舱，再放 5 块电池。
换电准备耗时略长
相比北汽新能源的换电站，蔚来汽车换电手续上会稍微复杂一点。
车主需要提前通过NIO APP下单，或扫描换电站上的二维码，系统生成一键加电订单。
以ES8为例，站内值守专员会从能量无忧专员或车主手中接管车辆，负责将车辆倒入换电站内，并且触发位于ES8中控屏幕上的“进入换电模式”按钮。
在“进入换电模式”之后，ES8和换电站完成Wifi连接的鉴权过程，确认这辆ES8是服务订单车辆。
“换电模式”下，车辆会解除空气悬架的设置，进而放松对轮胎的控制使其可以随动，然后车辆便进入到换电模式。
值守专员下车并锁车，进入控制室，输入服务密码后点击“开始”按钮。此时站内ES8会先完成自检，电池包的高压电路断开进入休眠模式。
这个时候，地面的滑轮组会调整车辆的位置，然后四个举升臂抬升车辆，换电机器人才会开始换电动作。
机器人需要把固定电池的10个bayobolt螺栓解锁，bayobolt是蔚来专利技术，特点在于既能够保证连接强度，也允许有一定的浮动。
耗时15秒左右，电池解锁完成，在电池脱开和连接的一瞬间，冷却液可以瞬间封闭，不会泄露。
换电机器人托住电池下降，将电池运回电池仓。空电池传送到位后，自动连接仓内的充电接头和水冷却接头，保证空电池开始恒温受控充电。
与此同时，满电电池被转运送到ES8底部，重复一次视觉定位，旋转加锁的过程，换电动作完成。
完成了换电的ES8系统将会自检，整个换电过程大约耗时3分钟，此后专员可以将ES8驶离换电站。
换电过程的确只需3分钟，但是从进站到出站一般都需要耗费10分钟左右，全程用时还有进步的空间。
不过已经无限接近加油，毕竟燃油车加油也需要排队、缴费、开发票等等，耗时也基本相当了。
换电费用——按次计费
蔚来汽车的换电模式属于“一键加电”服务中的其中一种方式，车主通过购买“能量无忧包”享受每月至多15次一键加电服务，发起一键加电后，蔚来汽车会根据需求和资源分布情况安排充电或换电。
换电费方面，购买“能量无忧包”月费980元、年费10800元，每月的换电次数至多15次（无法累积），一年下来一共是180次，算下来每次费用为60元，平均0.17元/公里；不使用套餐的话单次充电的收费为180元。
选择租用电池版本的基准版ES8可以在购车时立减10万元，但每月需支付1280元的电池租金，7.5年租金满10万元后，电池归车主所有，因此这相当于是一种“分期购电池”的方式。
这种情况下，它的换电费为电池租赁价格＋换电套餐价格。其中电池租赁价格为月付1280元，“能量无忧”套餐月费980元、年费10800元；如果不使用套餐的话单次充电的收费为180元。
小结：从收费方式上，北汽新能源按照里程收费，鼓励车主多刷“里程”。也就是说，里程数目越多、成本越低，而开空调、堵车等情况消耗的电量则不计算在内。而蔚来汽车则按次数收费，而且有“每月至多15次”的服务次数上限，性价比一目了然。
换电模式最大的弊病
1、需要统一电池尺寸规格
由于换电站技术瓶颈，还不能针对不同车型不同尺寸规格进行柔性化换电，所以电池包的尺寸需要统一。
以蔚来ES8为例，它的底盘内部还有空间可以安放更多电池，但蔚来没有这样做，这是因为为了服务换电模式，蔚来电池包的外尺寸必须兼容品牌其它小尺寸车型，例如蔚来ES6。也就是说，电池包全品牌统一，车子越大，续航越短。
2、建造成本不低
换电站虽然不需要土建，但与高速服务站、居民楼物管、电力部门等方面沟通的人力和资金成本非常高；另外换电站还需要有24h值守专员，人力成本也是不小的支出。参考奥动电吧换电站，一个换电站最少需要300万建设成本，还未包括电池成本，要知道不装载到车上的电池包是没有补贴，多出的储备电池包费用也不低。
换电可行，但更适合营运车辆
目前换电站都是为各自品牌服务，不像加油站可以为所有合规的社会车辆加油，那么如果市面上的电动车都采用换电模式，可想而知需要建立多少换电站。
另外车辆3-5年即更新换代，电池尺寸难免会发生变化，这时换电站的设备、储存的电池也需要跟着更新升级。当然如果以后科技可以实现不同品牌电池包柔性更换，那另说。
正是通用性差限制了换电模式的推广和覆盖，如果换电模式只为运营车辆服务，而且这一座城市基本都跑着同一个品牌的纯电动车，那么使用率和价值就会体现出来。
这也正是为什么换电大多数只集中在公交、出租、分时租赁等运营市场，至于蔚来只能说真有钱。
总的来说，换电模式并不是应不应该存在的问题，而是电动汽车补能方案中的必要补充，存在即合理。
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