后補貼時代新能源汽車換電模式發展趨勢

賈莉潔　衣麗君

摘 要：21世紀初，國內外就已經開展新能源汽車換電模式的嘗試，但受限當時政策環境、技術水平、成本因素和市場規模，換電模式并沒有大規模推廣。隨著換電技術進步、換電站建設成本降低、換電標準不斷完善，以北汽新能源、力帆、蔚來汽車等為代表的企業開始加大換電模式的研究和推廣。中國新能源汽車的能源補給方式正逐漸由充電為主轉變為充換并存，換電模式成為充電模式的重要補充，是后補貼時代推動我國新能源汽車產業發展的創新商業模式之一。關鍵詞：新能源汽車;換電模式;后補貼時代中圖分類號：U469 ?文獻標識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）01-09-04

Abstract： At the beginning of the 21st century， new energy vehicle power exchange models have been tried at home and abroad， but due to the policy environment， technological level， cost factors and market size at that time， the power exchange model has not been widely promoted. With the advancement of power exchange technology， the reduction of the cost of power station construction， and the continuous improvement of power exchange standards， companies represented by BAIC New Energy， Lifan， Nio Automotive， etc. have begun to increase the research and promotion of power exchange models. The energy supply mode of China's new energy vehicles is gradually changing from charging to coexistence. The power exchange mode has become an important supplement to the charging mode.Keywords： New energy vehicles; Power exchange mode; Post-subsidy eraCLC NO.： U469? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）01-09-04

1 新能源汽車發展初期換電模式失敗案例分析

1.1 國外換電模式案例分析

2007年，Better Place 在以色列和丹麥開創了電動汽車換電模式的先河，希望與車企合作，打造成全球電池供應商。Better Place的“換電模式”目標是打造一個龐大的電動汽車充電站系統，能在電動車進站后自動完成新舊電池的更換工作。這樣一種全新的模式需要眾多的車企加入、使用標準化電池、擁有廣泛的消費者基礎才有可能實現盈利， 但是Better Place 僅僅找到一家有意愿且有能力與之合作推出新車型的車商：雷諾日產，這與其商業模式的要求相差甚遠，在雷諾日產宣告退出新能源汽車領域時，Better Place 只能無奈走入破產保護程序。

2013年初，特斯拉在加利福尼亞建造換電站，邀請200名電動汽車車主參加試驗，只有4到5個車主參加了試驗^[1]。特斯拉并沒有得到車主的支持，主要原因是換電模式的費用并不便宜，特斯拉的換電服務需要車主額外支付60-80美金服務費用，而相比之下，特斯拉的超級充電器20分鐘就可以充滿一半電量但車主的花費卻為零。對比充電與換電這兩種能源補給方式的經濟性后，大多數車主毫不猶豫地選擇了快充的方式補電。此外，換電后車主還得返回換電站換回自己的原電池，如果車主不想回去的話，必須補上巨額的新舊電池差價。高額的費用以及較差的服務體驗導致特斯拉換電模式走向失敗。2015年股東大會上，特斯拉表明放棄換電模式。

1.2 國內換電模式案例分析

從2006年起，國家電網就已經組織了一系列電動汽車充換電設施研發與實踐工作。2010年8月，國家電網加入“中國企業電動汽車產業聯盟”，并擔任充電與服務專業委員會主任委員。同時，國電電網確定了自己智能充換電運營模式的基本思路，即換電為主，插充為輔，集中充電，統一配送。表明當時國家電網發展方向是換電站，而非充電站。2012年，國務院印發《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012-2020年）》，確立了以充電為主的電動汽車發展方向，對換電模式并未提及。2015年，由國家電網公司發起的電動汽車“京滬行”活動全程都使用充電樁，預示著國家電網從換電模式的戰略轉向充電模式，也意味著國家電網和整車生產企業轉為合作關系。迫于市場基礎薄弱，缺少政策支持等因素，國家在2015年轉向了充電模式。

1.3 失敗原因分析

綜合國內外換電模式推廣案例來看，“十二五”（2010- 2015年）期間新能源汽車發展還處于初期階段，政策、技術、商業環境等因素均不利于換電模式的推廣。首先，從政策層面來看，缺少國家層面鼓勵措施，換電模式相關政策體系不完善，在車型產品準入、電池一致性方面沒有管理相關要求。其次，從技術層面來看，換電技術、換電站技術不成熟，存在安全隱患，缺少換電標準、電池標準，涉及建設施工驗收、電池系統接口、換電站、運行服務網絡、運行管理、服務管理、換電車輛安全性及評價方法等。從商業環境層面來看，第一應用場景選擇失敗，特斯拉選擇在私人領域推廣換電，但用戶采納率較低，體驗較差，相比來看超級充電更加受歡迎。第二市場基礎薄弱，國內出現換電模式在2015年之前，此時期新能源汽車市場未形成規模，2011年保有量不足萬輛，2014年保有量僅10萬輛左右。第三合作利益分配不平衡，汽車制造商、換電站建造運營商之間的合作模式、利益分配很難平衡。第四建站投入大，在電動汽車市場規模不大的背景下，投資回報周期較長，投資要求較大。綜合以上因素，在特有的歷史背景下，換電模式以失敗告終。

2 現階段換電模式發展現狀

2.1 政策環境

2019年6月，為進一步推動重點消費品更新升級，暢通資源循環利用，促進形成強大國內市場，聚焦汽車、家電、消費電子產品領域，國家發改委等三部門聯合發布《推動重點消費品更新升級暢通資源循環利用實施方案（2019-2020年）》，政策中涉及新能源汽車領域提出“推廣新能源汽車電池租賃等車電分離消費方式”、“借鑒公共服務領域換電模式和應用經驗，鼓勵企業研制充換電結合、電池配置靈活、續駛里程長短兼顧的新能源汽車產品。推進高功率快充、無線充電、移動充換電等技術裝備研發應用，提高新能源汽車充換電便利性” 。強調推廣“換電”、“車電分離”等方式，一方面體現在創新商業模式、降低購車成本層面，另一方面體現在新能源汽車使用便利性層面。

除了在宏觀政策上的引導外，汽車主管部門工業和信息化部也做出了響應，2019年7月底在杭州組織召開專題座談會，聚焦討論了車電分離法規、電池標準統一趨勢等問題，實地調研了新能源汽車換電技術實際運營情況。在此次調研及座談會上領導的講話中釋放出一些信息，一是肯定了換電優勢;二是充換電不是對立的，而是互補的;三是“讓市場用腳投票”，應以市場為導向，從經濟性、便捷性的角度去適應不同用戶的需要;四是推動相關法規制定，但暫時不會統一電池標準。

地方政府對于換電模式的支持更加直接的體現在地方主機廠和運營商的引導。如北京市2019年7月出臺政策《關于對出租汽車更新為純電動車資金獎勵政策的通知》，明確指出純電動出租車也要滿足相關技術條件，具備充換電兼容技術，以快速更換電池為主;車輛電池與充換電站技術相匹配等。此政策與北汽新能源的換電計劃產生呼應。

2.2 市場環境

2.2.1 換電模式介紹

換電技術是通過換電裝置或者人工對汽車上的電池組進行更換實現。到目前為止，換電技術主要解決了電池卸下和裝載時保持電池與汽車連接穩定性的問題^[2]。根據目前主流企業應用模式來看主要分為底盤換電模式、模塊分箱換電與側方換電模式。相比較三種模式，其中模塊分箱換電的標準化最好實現，通用性較好，而底盤換電的安全和運行性較高，安全性強一些。

2.2.2 市場銷量表現

結合2011-2018年我國新能源汽車終端銷售數據分析來看，換電產品市場應用表現欠佳，市場占有率呈現逐年遞減的趨勢，2018年市場占有率降至2.7%，在新能源商用車領域已經幾乎消失。新能源乘用車領域市場特點為產品單一且集中，主要集中在蔚來、北汽、力帆10余家企業，自2016年開始，北汽新能源EU系列產品成為換電模式代表產品，2016-2018年累計銷量占比換電產品總銷量39%，而吉利、眾泰等企業產品逐漸退出，力帆企業也表現出不穩定的年度趨勢，2018年，作為造車新勢力代表的蔚來汽車躍居換電領域銷量排名第一，主推產品為ES8，采用換電模式，并且區別于其他企業的是這款產品應用于私人領域，推廣省份城市最多，主要集中在上海、北京、深圳等發達城市。

2.2.3 典型企業代表

在新能源汽車換電領域，應用企業及產品較集中，汽車企業代表北汽新能源主打出租領域，蔚來則主推私人領域，均采用的底盤換電模式，而作為換電模式運營商來看，代表企業分別為奧動新能源和伯坦科技，奧動新能源致力于商業化運營，伯坦科技則兼顧技術開發與商業運營。

（1）北汽新能源——“擎天柱計劃”三步走

北汽新能源堅持換電模式。2014年提出“擎天柱計劃”，換電模式分三步走，第一階段在北京運行，第二階段在北京、廈門、廣州等試點城市，第三階段在全國進行換電模式運營。北汽的換電技術主要應用在出租車上。

（2）蔚來——“換電”+“車電分離”

2018年，蔚來汽車推出具有高速換電模式的新能源汽車產品ES8，換電時間三分鐘以下，并且在銷售模式上提出“車電分離”，支持電池租用方案。此款產品的服務主體定義為私人用戶。基于此款產品提出未來發展愿景：2020年時全國范圍內會有超過1100座印著NIO POWER標志的換電站落成，這些換電站會覆蓋半徑3公里以內的蔚來車型換電需求。

（3）伯坦科技——兼顧技術研發和商業運營

伯坦科技的理念是構建“車電分離、分箱換電”技術體系和商業生態，不僅僅是建設換電站，核心業務還會涉及電動汽車產品定制、換電站網絡管理。伯坦科技電動汽車產品定制的業務解決了換電電池標準不統一的問題，與其合作的電動汽車均采用統一的模塊化標準電池，利于換電模式的開展。主要合作企業為東風和力帆。

（4）奧動——商業化運營

奧動的理念是提供新能源汽車車用能源解決方案，致力于電動汽車換電服務、電池全生命周期管理及換電站商業化運營。特色是提供新能源出行服務整合解決方案、“電池生態云”服務，目前與北汽新能源合作大規模推廣換電模式汽車。2016年開始，北汽新能源與奧動開始在換電模式上達成戰略合作，大規模推廣應用換電模式：北汽新能源專注換電車輛推廣，奧動承擔換電技術研發和換電網絡投資建設及運營^[3]。

2.3 電動汽車換電模式優劣勢分析

2.3.1 優勢分析

換電模式可以解決充電不便、電動汽車購車成本高、電池使用壽命短等問題，在出租領域已成功開展應用。

（1）補充能量便捷、快速

新能源汽車使用者越來越多，充電需求越來越集中，尤其是公共服務領域，時間價值更加突出。目前新能源汽車產品充電時間慢充平均需要6-8小時，快充需要約1小時，而換電模式則需3-5分鐘，大大縮短了等待時間，可達到燃油車加注汽油的效率。

（2）利用波谷電價，充電更加便宜

以國家電網充電樁為例，波峰和波谷的電價分別是1.7864元/度和1.1766元/度，每度電相差約0.6元，若按照現階段電動汽車普通電池容量60kWh計算，從0-100%充電，利用波峰和波谷的不同充電時段，每一次花銷可相差36元。而換電模式可以將電池集中管理，可以做到在波谷電時統一充電。

（3）延長電池使用周期，利于回收梯級利用

電池的統一管理可延長電池的使用壽命，統一充電減少不規范使用造成的電池損傷。此外換電模式通過電池集中管理、梯次利用、回收利用等運營方式，能夠實現閉環狀態下的可持續盈利，同時有利于電池回收，減少了電池報廢污染環境的隱患，實現電池效益最大化。^[4]

（4）創新商業模式，降低購車成本

在補貼退坡的背景下，新能源汽車較高購車成本將會影響消費者的購買熱情，創新“車電分離”商業模式，實現車和電池的價值分離，可有效降低購車成本。例如，蔚來ES8電池租用方案，購車價減少10萬元;而北汽新能源EU300快換版，購車價減少5萬元。

2.3.2 劣勢分析

雖然換電模式擁有很多優勢，但現階段仍然存在很多問題，以下表格匯總分類歷史失敗案例中存在的問題，并且一一對應現狀來描述換電模式面臨的困難。

3 未來趨勢分析

3.1 政策體系將會逐漸完善

管理部門對于電動汽車換電模式的發展已經開始關注，并且倡導充換電結合，未來通過政策體系的完善加強換電模式的管理。目前，相關機構正牽頭制定一系列的電動汽車換

電標準。涉及術語、規劃設計、建設施工驗收、快換電池箱、電池系統接口、換電站、運行服務網絡、運行管理、服務管理、換電車輛安全性及評價方法等。通過對車、電池、換電站不同主體的管理完善換電模式的政策體系。

3.2 市場選擇充換電并存

目前在消費使用端新能源汽車續航問題以及充電問題仍然是阻礙我國新能源汽車產業發展的主要問題，續航擔憂、充電不便捷抑制了消費者的需求，加之未來國家補貼政策退出，勢必會減緩新能源汽車市場的發展。隨著新能源汽車能源補充方式呈現多樣化和場景化的發展趨勢，面臨的這些問題終會得到緩解，尤其是換電模式在特定應用場景下的發展應用，將有可能成為充電模式的補充。

4 結束語

綜合以上分析來看，商業環境現階段已有所優化，使用場景、市場基礎等問題已經可以解決，在未來新能源汽車補貼政策退出、成本優勢不明顯的情況下，換電模式將是彌補充電弊端的最優方式。但是，政策體系的完善與成熟技術的市場推廣還需經歷一段時期，公共領域、高頻用車領域、高等待成本領域將是近期換電模式主要應用場景。

參考文獻

[1] 李忠東.特斯拉推出置換電池的“換電模式”[J].輕型汽車技術， 2013（09）：38-39+54.

[2] 唐川.充換電基礎設施充電模式與換電模式發展淺析[J].山西建筑， 2018，44（31）：19-21.

[3] 甄文媛.全民換電時代能否真正到來[J].汽車縱橫，2018（08）：56-57.

[4] 王佳，方海峰，吳松泉.關于我國新能源汽車產業發展換電模式的思考[J].汽車縱橫，2019（01）：43-45.