新能源车换电研究从“单一补能”到“换电多元”.doc

随着新能源汽车的普及，充电桩的增速也大幅提升。不过，从宏观层面来看，充电桩却存在着分布不均的现象。以我国目前情况为例，东部地区的电桩分布明显密集于中西部。而从微观来看，城市中的布局也缺乏合理的规划，导致充电桩无法更好地满足车主的要求。为了解决新能源用户在使用车辆过程中遇到的里程焦虑、电池老化、维修保养、充电速度慢、充电桩难寻等一系列问题，换电技术作为一种创新的能源补给方式逐渐走进大众视野。

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换电技术概述

（一）换电技术的定义

换电技术是指基于“车电分离”技术，通过集中型充电站对大量电池集中存储、集中充电、统一配送，并在电池配送站内对电动汽车进行电池更换服务的模式。换电站的本质是挖掘动力电池全生命周期价值，实现企业和消费者利益再分配。

简单地说，换电就是把没电的电池取出来，换个满电的上去，就像玩具汽车换5号电池一样。

图表1：换电方式示意图

资料来源：EV汽车邦《换电是必杀技还是必死技（上篇）：换电的原理及优缺点》

（二）换电方式的分类

按照功能的不同，换电站有不同的服务方式，常见的换电方式包括：底盘垂直、底盘侧方、分箱换电三种方式。目前市面上的主流换电方式是底盘换电，约占80%市场份额，主要用于乘用车；其次是侧身换电（整体单侧、整体双侧、顶吊式换电）约占8%市场份额，主要用于商用车（如重卡、矿卡）等；分箱换电目前应用较少，主要用于乘用车，其最大优势是易实现换电统一标准化操作。

图表2：各类换电模式技术对比

资料来源：网络公开材料

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换电技术的优劣势

（一）优势

1.高效快速补能

整个换电流程仅需3-5分钟左右，提高车辆的使用率，极大提高出行的便捷程度。对于出租车、网约车等运营车辆来说，高效快速的补能方式能够极大地提高其运营效率，增加收入。

2.降低前期购车成本

换电模式下衍生的“车电分离”模式降低用户前期的购车成本，提高用户购买电动汽车的动力。

3.电池按需选择

用户可自主选择电池包大小，日常使用小电池包，长途出行换用大电池包。

4.电池可升级

随着电池技术的不断进步，用户可以通过换电站将旧电池包随时更换为必威体育精装版技术的电池包，提升车辆的性能和续航里程。

5.延长电池寿命

便于对电池进行集中管理、检测与维护，确保电池的性能及安全，延长电池使用寿命，使车身寿命与电池寿命分离，减少资源浪费。

6.助力电池回收

标准化的电池更容易进行回收处理，换电站集中分类和处理，提高回收效率，降低回收成本。

7.提高能源利用效率

用电量削峰平谷，通过“闲时充电、忙时换电”协助平衡电网负荷，降低电网的峰值压力，从而提升电网效率，压缩换电站用电成本。

（二）劣势

1.换电标准不统一

（1）电池规格

不同车企生产的新能源汽车，其电池包的型号、尺寸、容量、接口等规格存在差异。这使得各车企的电池难以实现通用和互换，增加了换电站建设和运营的复杂性及成本。例如，一家换电站可能需要准备多种类型的电池，以满足不同车型的需求，这不仅占用了大量的库存空间，还增加了电池管理的难度。

（2）通信协议

电池与车辆之间的通信协议不统一，导致电池在更换后可能无法与车辆正常通信，影响车辆的性能和安全。各车企都有自己独立的电池管理系统和通信协议，在换电过程中，新换上的电池可能无法与车辆的控制系统进行有效的信息交互，从而引发故障报警或影响车辆的正常行驶。

（3）车辆底盘适配问题

换电模式需要车辆底盘结构与电池的安装方式相匹配，但目前各车企的底盘设计各不相同，这就需要对车辆底盘进行大规模的改造和适配，增加了技术难度和成本。

2.技术迭代对换电行业的冲击

随着汽车电池技术及能源技术的迭代升级，换电技术在减少新能源汽车续航里程焦虑上的优势将不断削弱。

（1）超充技术的发展

超充技术能够在较短时间内为电动汽车补充大量电量，极大地缩短了充电时间。例如，部分企业推出的液冷超充桩，充电功率可达600kW甚至更高，极大地提高了充电效率。随着超充技术的不断进步，未来电动汽车的充电时间可能接近甚至小于换电站换电时间，这将使消费者更倾向于选择充电模式而非换电模式。

（2）固态电池的研发

固态电池具有更高的能量密度，能够提供更长的续航里程。部分固态电池技术甚至可以使电动汽车的续航里程达到1000公里以上。如果电动汽车的续航里程能够满足大多数消费者的日常使用和长途旅行需求，那么换电模式的优势将不再明显，消费者可能更愿意选择搭载固态电池的车辆，从而对换电行业的市场需求产生冲击。

（3）电池车身一体化技术

电池车身一体化的优势是提高车身抗扭转刚度，提高能量密度，提高操控性，例如比亚迪的CTB技术，深蓝汽车的CTV技术以及特斯拉的CTC技术。这些电池车身一体化技术将电池与车身紧密结合，使动力电池系统成为车身结构的一部分，这种技术趋势与换电模式很难相互兼容。

（4）其他替代能源技术

绿色能源技术层出不穷，其他