问题

电动汽车为什么不使用换电池模式?

回答
电动汽车(EV)不普及换电池模式,这是一个很多人都会有的疑问。毕竟,在燃油车时代,加油站遍布城乡,加油的时间也远比充电短得多。为什么电动车却没能像加油站一样,迅速铺开一个庞大的“换电站”网络呢?这其中涉及到的因素其实相当复杂,绝非一两句话能说清的。

首先,我们得明白,换电池模式并非完全不存在。 事实上,在中国,已经有一些企业,比如蔚来汽车,在积极推广换电模式。他们建立了数量不少的换电站,用户可以在几分钟内完成电池的更换。这说明,技术上、运营上,换电模式是可行的。但为什么它没有成为主流,甚至很多主流车企都选择了充电模式呢?这背后有几个关键的“门槛”和“考量”。

第一个,也是最直接的障碍:电池的标准化和通用性问题。

想象一下,如果你开的是一辆燃油车,你几乎可以加任何品牌的汽油,只要油箱盖的口径合适就行。但汽车电池却不是这样。不同品牌、不同车型,甚至同一品牌不同批次、不同型号的电池,在尺寸、形状、接口、电压、容量、通信协议等方面都可能存在差异。

尺寸和形状的限制: 电池组是汽车结构的重要组成部分,它需要根据车辆的设计来布局,以达到最佳的重量分配和空间利用率。不同车型对电池仓的设计和空间大小有不同的需求。如果实行换电模式,那么换下来的电池需要能够装载到任何一个换电站提供的“标准电池仓”中,这本身就是一个巨大的工程挑战。就好 पद्धतीने,你不能把一个冰箱塞进一个微波炉的空间里去。
接口和通信协议的兼容性: 电池组不仅是储能单元,还是一个复杂的电子系统。它需要与车辆的动力系统、电池管理系统(BMS)、充电系统等进行精确的通信和协调。不同的电池供应商,即使提供同一种能量密度的电池,其接口设计、数据传输方式也可能完全不同。要实现通用的换电,就需要建立一套极其严苛的电池接口和通信协议标准,并且所有参与的电池厂商都必须遵守。这在当前的汽车产业生态下,几乎是不可能一步到位的。
电池的“生命周期”和“健康度”问题: 电池在使用过程中,容量会衰减,性能也会下降。如果实行换电,那么换下来的电池,它的健康度如何评估?如何保证用户换到手的电池是“健康”的?是满电的?还是有一定衰减的?这是一个复杂的管理和运营问题。如果车企提供的是相对高价的新电池,但用户换到的是已经使用过一段时间、性能有所下降的电池,这会引起极大的不满。反之,如果要求所有换下来的电池都必须是全新电池,那么成本会高得吓人。

第二个,巨大的成本投入和商业模式的挑战。

换电模式的推广,需要巨量的资本投入。

换电站的建设成本: 换电站不仅仅是提供一个机械臂来更换电池的设备,它还需要配套大量不同规格、不同电量状态的备用电池。想象一下,一个换电站需要同时储备几十甚至上百块电池,这些电池本身价值不菲,而且还需要进行充放电管理、温度控制等,这些都需要昂贵的设备和基础设施。与加油站相比,换电站的初始投资和运营成本都高得多。
电池的运营和维护成本: 谁来负责这些备用电池的生命周期管理?是车企自己?还是第三方运营商?电池的损耗和衰减由谁承担?如果由车企承担,那么成本压力会非常大。如果由用户承担,那么换电的吸引力就会降低。
商业模式的不确定性: 换电模式的收费模式是什么?是按次收费?还是按换下的电池容量收费?与充电模式相比,哪种方式对用户更经济?对于车企而言,如何通过换电业务实现盈利?目前还没有一个被广泛接受和验证的、能够支撑大规模推广的商业模式。

第三,充电技术的进步和用户习惯的改变。

尽管人们常常诟病电动车的充电速度,但充电技术一直在进步。

快充技术的飞速发展: 随着800V高压快充技术的普及,电动车的充电速度已经大大缩短。很多高端车型可以在十几分钟内充到80%的电量,这已经足够满足绝大多数用户的日常出行需求。对于一些长途旅行,可以在用餐或休息的时间内完成充电,已经可以接受。
充电基础设施的不断完善: 虽然充电桩的普及率仍有待提高,但其建设速度和规模是远超换电站的。很多公共场所、商场、写字楼、住宅小区都开始建设充电设施。用户更容易在日常生活中找到充电的便利性。
用户习惯的养成: 习惯的力量是强大的。对于大多数电动车用户来说,他们已经习惯了“回家充电”或者“在公司充电”的模式,也就是利用碎片化时间进行充电。这种方式虽然慢,但却是最经济、最方便的。改变这种已经形成的习惯,让用户去适应新的换电流程,需要时间和教育成本。

第四,车企自身的战略选择和市场定位。

不同的车企,有不同的发展战略和市场定位。

充电模式的灵活性: 充电模式的灵活性更高。车企只需要将车辆的充电接口标准化,用户就可以在任何兼容的充电桩上充电,无需依赖特定的换电网络。这使得车企在电池供应商选择上更加自由,也更容易整合到现有的能源生态系统中。
电池技术的迭代: 电池技术正在快速发展,能量密度、充电速度、寿命都在不断提升。如果一家车企选择换电模式,那么它需要不断更新其换电站的电池库,以匹配车型技术迭代的速度。这会带来巨大的运营成本和技术风险。而充电模式则相对更少受此影响,用户只需根据车辆本身的技术来选择合适的充电方式即可。
对成本和风险的考量: 相比于庞大且复杂的换电网络,充电模式的初期投资和运营风险相对较低。很多车企更倾向于将资源集中在研发和生产更具竞争力的电动车型上,而不是承担推广换电模式的巨大成本和不确定性。

总而言之,电动汽车不广泛使用换电池模式,并非技术上的绝对不可能,而是因为在标准化、成本、用户习惯、基础设施以及车企战略等多个层面,都存在着难以跨越的障碍和更优的选择。 虽然换电模式在某些场景下(如营运车辆、出租车、网约车等对运营效率要求极高的场景)有其独特的优势,但要成为像燃油车加油一样普遍的模式,还需要解决一系列复杂的问题。目前,主流的车企们更倾向于通过不断提升充电速度和完善充电网络,来解决电动汽车的“续航焦虑”和“补能焦虑”,这被认为是更符合当前市场需求和发展趋势的路径。

网友意见

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换电模式我觉得是条死胡同,因为与充电相比换电的优点缺乏实际意义,而且还有一大堆根本没法解决的缺点。

换电模式其实只有一个优点,那就是补充能源速度相比充电更快。如果家里有充电桩平时又都在电车续航里程范围内活动的话其实换电比充电更麻烦,因为你不是一天24小时都在开车,只要你休息就可以给车充电。换电的优点只能体现在没有充电桩或者长途行驶的时候,但前提是换电站的密度和加油站差不多才行。

换电缺点非常多,换电不是加油,换电站的建设成本、运营成本会比加油站高得多,一个加油站一天车流量差不多500-1000量,换电站参照这个数据,按照6小时充满一块电池的话一个换电站里起码要备有125-250块电池,考虑到高峰期、废旧电池等因素可能存放的电池还得更多。加油站挖两个坑放油罐就可以了,换电站则需要更大的空间。

另外换电池的时间比加油慢的多,因为电池在安装和拆卸时要考虑安全、防火、绝缘等问题,而且电池很重,需要用举升机或者地坑才好方便装卸,也就是说换电站需要更多的“工位”才能满足500-1000辆车的换电工作。即便换电工作可以通过自动化机械实现更快的更换速度那这也是要花费额外成本的。

然后还有很重要的一点,换电站比原车多出来的电池钱谁来承担,如果是由车主来承担那车价就会贵,如果由换电站来承担那换电费用就会比充电贵的多,毕竟换电站只是把电池损耗的费用平摊到每一次换电上而已,对于开的少的消费者是吃亏的,对于开的多的比较划算。换电每换一次就相当于雇人帮你拆装一遍电池,全生命周期下来这部分成本也不便宜。换电站给电池补充能源用的肯定是工业电价,全周期算下来又更贵。相比而言充电只需要支付安充电桩的钱而已。换电模式的全周期成本比充电高得多的多。消费者不是傻子,肯定是谁省钱用谁啊。

换电模式的高成本导致它在与充电模式竞争时不占优势,这就不利于换电模式推广,而换电站密度低相比充电优势又没了,这就进去了恶性循环。

至于说统一电池规格,这就属于纯粹的痴人说梦了,现在车用动力电池的规格、原理多种多样,厂家都是根据产品特性给车配的电池,统一规格之后换电车的性能肯定不如同价位的充电车,再加上换电本身又更贵,这你觉得这车能好卖吗,不好卖怎么可能有人生产,即便是有的厂家想做换电也不会用统一规格的电池的。那制定统一规格不就是制订了个寂寞吗。

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现在买的车,车价中有包含油钱吗?没有!那么将来的电动车,也可以采用这种模式:买的新车不含电池部分,当你从提车开始,你就需要去租用一个电池,国家需要出台这种电池的标准,包括接口标准,任何品牌的电动车都要能使用这种标准电池,说到底,就是电动车的生产商与电池的提供商彻底分离,这个思路应该能解决当下电动车发展缓慢的瓶颈。

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有些问题真的很有意思,在几年前觉得不可思议的事情,过了几年后,就变得理所当然起来。

这个问题我看了下,是2015年提出来的,那个时候基本新能源车的补能方式就是到充电桩充电,基本没有换电的说法。那个时候的电池贼贵,充电也慢,一个换电站光备几十块电池就得过两三百万了,成本也高到让车企觉得头疼,想推换电都推不动。

但是到了今天,2021年底了,6年过去了,随着电池的价格大幅降低,换电工艺的成熟,实际国内的新能源车换电业务已经轰轰烈烈展开了。

国内换电名声最大的,估计就是蔚来了吧。

蔚来2019年销量20565辆,2020年销量43728辆,2021年1-11月销量80940辆。

之前跑去试驾了蔚来的ES6。

介绍了一通功能,说上驾驶室,可以自动按照你的身高、体型来调整座椅。

然后,就把我带去了蔚来的标志性装备,换电站。

整个换电站不大,大概就只七八十平米的样子,三面通风,我在旁边看着,整个换电池大概耗时了4-5分钟左右。实际说,整个换电过程还没有到业界的高水准,还有很大的提高空间。

我问蔚来的工作人员,这换电站多吗?

他说全国有六七百座了,武汉市区还是蛮多的,有十来个,大概每隔个三四十公里就有一个,换一块电池跑四五百公里,保障你在市区用起来没问题,而且蔚来预计接下来三年还会加快扩张换电站的建设,高速上面也会加紧建设。

实际到了今天,换电的模式已经有了很多车企加入了进来。就谈我所在的武汉。

前几天就有个新闻,讲的出租车换电。

其中的奥动新能源之前公布了2025战略规划与企业愿景,将在5年内覆盖全国100座城市,运营5000座换电站,换电服务能力将提升至200万辆车。

实际车电分离的好处有很多,对消费者来说,一个很重要的因素就是便宜,电池不用现买,车价可以减几万到十几万。另一个,就是快捷了,几分钟就可以换个电池,方便出行。

对车企(电池换电方)来说,电池寿命延长,安全性提高,还可以享受夜晚充电的低价

现在的换电站除了蔚来、北汽这些企业打造自己旗下的换电站之外,各大城市实际也在推行出租车和网约车的换电业务。

上海的换电出租车在2021年底,超过了3000辆。

纵观全国,现在换电站建立得最多的就是北京了,截止到2021年7月,北京已经有了221座换电站,供出租车1.2万辆,私人小汽车1.1万辆来换电。

有行业人士分析,仅仅就出租车和网约车这项换电业务,全国的市场规模就接近千亿,预计2025年换电站全国有望达2.2万座、运营市场规模有望达2631亿、换电站设备市场有望达693亿,两者合计规模约3324亿元。

所以,现在的新能源车的充电并不是唯一高速增长的补能方式,换电模式一样在飞速发展当中,尤其在营运车的领域,换电模式带来的充电低价和电池长寿命的优势将会非常大,简单说,就是对营运车辆来说,换电比充电要省钱得多。

当然,问题还是存在的,那就是不同车企的充电包的标准统一问题。

即便在未来,我们估计也很难看到不同车企统一电池包的规格。这是因为历史原因和各自的开发制作平台的不同,加上各自使用的电池技术的不同,实际也很难让不同车企的电池包规格进行标准化的统一。君不见一个自动挡的右脚又踩油门又踩刹车的别扭方式,都沿用了几十年,也没说车企统一换下标准,把自动挡的刹车和油门放在两侧,让左脚右脚各管一边。

最后展望一下,换电站带给消费者的好处也是实实在在的,比如现在最快的换电站可以在30秒内完成换电的整个动作,比加油都快。不买电池带来的新能源车的低价,也不用考虑电池的贬值(这是新能源车贬值过快的主要因素)。所以,换电这种方式,预计未来还是会高速发展下去。

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