純電動(dòng)車在出租車行業(yè)推廣的充換電策略分析

吳海平，沈 育，李超杰

（上海汽車集團(tuán)股份有限公司乘用車公司，上海 200000）

新能源汽車作為中國(guó)汽車未來(lái)發(fā)展的方向已經(jīng)不容置疑。在政府高額補(bǔ)貼的催化下，新能源汽車的發(fā)展已經(jīng)從不溫不火到突飛猛進(jìn)，其中尤為關(guān)鍵的是純電動(dòng)車作為新能源汽車發(fā)展的中長(zhǎng)期戰(zhàn)略得以完全確立。中國(guó)的純電動(dòng)發(fā)展加速了世界純電動(dòng)的發(fā)展歷程，2017年中國(guó)純電動(dòng)乘用車銷量達(dá)到46.8萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)105%，已連續(xù)3年高速增長(zhǎng)。

與此同時(shí)，出租車領(lǐng)域的純電動(dòng)化開(kāi)始發(fā)力，比亞迪、北汽新能源是這個(gè)領(lǐng)域的主要推手。2013年北京通州的出租車開(kāi)始置換成純電動(dòng)車；2016年太原8 000輛傳統(tǒng)出租車一夜間全部變成比亞迪E6純電動(dòng)車；2017年北京再掀風(fēng)潮，50座換電站開(kāi)始正式運(yùn)營(yíng)。幾乎所有的自主品牌車企都開(kāi)始聚焦出租車行業(yè)。出租車行業(yè)的純電動(dòng)化開(kāi)始成為中國(guó)純電動(dòng)車發(fā)展的一個(gè)風(fēng)向標(biāo)。

本文回顧了中國(guó)主要城市出租車行業(yè)電動(dòng)化發(fā)展的歷程，對(duì)于不同的技術(shù)路徑及其商業(yè)模式進(jìn)行了分析，基于純電動(dòng)車的生產(chǎn)力和消費(fèi)雙重屬性，為電動(dòng)車的發(fā)展給出了短期和中長(zhǎng)期建議。

1.純電動(dòng)車雙重屬性：生產(chǎn)力工具和耐用消費(fèi)品

純電動(dòng)車的生命力來(lái)自于哪里?首先是來(lái)自于其超越傳統(tǒng)車的使用屬性，其次是來(lái)自于其兼具商用特點(diǎn)的生產(chǎn)力工具特征。

純電動(dòng)車在特斯拉的引領(lǐng)下開(kāi)始展現(xiàn)出具備挑戰(zhàn)傳統(tǒng)車的特質(zhì)。這個(gè)特質(zhì)來(lái)自于純電動(dòng)車的核心部件電動(dòng)機(jī)，瞬間達(dá)到最大扭矩和靜音是其最大優(yōu)勢(shì)。前者幫助電動(dòng)車的加速性能輕松超越頂級(jí)跑車，最新發(fā)布的蔚來(lái)ES8百公里加速時(shí)間僅為4 s，相當(dāng)于2輛奧迪Q7的動(dòng)力。后者讓消費(fèi)者可以享受到豪華車才能實(shí)現(xiàn)的靜音效果，來(lái)自于發(fā)動(dòng)機(jī)艙的噪聲幾乎為零，以至于在低速情況需要有報(bào)警提示音，以便提醒行人身邊有輛汽車在行駛。簡(jiǎn)單講，十幾萬(wàn)的車，可以體驗(yàn)幾十萬(wàn)的傳統(tǒng)車的性能，這就是電動(dòng)車所擁有的超越傳統(tǒng)車的使用屬性。

純電動(dòng)車的第二個(gè)屬性是生產(chǎn)力工具。2017年11月17日，特斯拉展示了最新的創(chuàng)舉，推出了續(xù)航643 km的電動(dòng)卡車，馬斯克宣稱2年可以節(jié)省20萬(wàn)美元的油錢。汽油和電費(fèi)的巨大差價(jià)，使得純電動(dòng)車具備了生產(chǎn)力的屬性。王傳福發(fā)力公交、出租、物流等專用車的根本出發(fā)點(diǎn)，就是發(fā)揮純電動(dòng)車的生產(chǎn)力屬性“省錢”。

私人用戶在純電動(dòng)車的生產(chǎn)力屬性和使用屬性上分為2個(gè)陣營(yíng)。一部分關(guān)注電動(dòng)車的低成本屬性；另一部分更為看重車輛的使用屬性。前者的購(gòu)買對(duì)象主要是A0級(jí)的微型電動(dòng)車，除了極低的使用成本，購(gòu)買價(jià)格也很低。2017年電動(dòng)車的銷售總量中這些車輛占到了60%以上。真正通過(guò)電動(dòng)車性能來(lái)吸引消費(fèi)者的，除了已經(jīng)上市的特斯拉和剛剛發(fā)布的蔚來(lái)ES8，選擇并不多。剩余的大部分電動(dòng)車購(gòu)買對(duì)象基本上可以歸為北上廣等限購(gòu)城市。

由此可見(jiàn)，電動(dòng)車憑借其出色的性能來(lái)拓展市場(chǎng)的時(shí)代并未真正到來(lái)。在推廣早期，大家不約而同把突破點(diǎn)放在了電動(dòng)車的生產(chǎn)力屬性上，除了爭(zhēng)取追求低使用成本的普通消費(fèi)者，更大的潛在市場(chǎng)是各個(gè)城市的出租車。環(huán)保和低使用成本結(jié)合在一起，使得電動(dòng)車能夠克服高昂的電池成本和續(xù)航不足的弊端，在出租車市場(chǎng)攻城拔寨。

2.出租車純電動(dòng)化的早期探索及面臨的困境

從2009年起，中國(guó)開(kāi)展了“十城千輛”電動(dòng)車示范運(yùn)行項(xiàng)目，其中深圳和杭州承擔(dān)了電動(dòng)出租車的示范運(yùn)營(yíng)工作。作為試點(diǎn)城市，深圳采用的是比亞迪的E6電動(dòng)車。隨后，比亞迪先后在南京、廈門、韶關(guān)、上海、太原等城市投放；與此同時(shí)，繼香港、倫敦、哥倫比亞之后，2018年2月6日，16輛E6出租車登陸澳門。前后10年，比亞迪在出租車市場(chǎng)不遺余力地推廣其E6純電動(dòng)車。在所有城市中，山西太原的出租車電動(dòng)化最具有典范意義。2016年，太原所有4 000輛出租車在一夜之間全部換成了比亞迪E6。在政府的強(qiáng)力推動(dòng)和巨額補(bǔ)貼下，太原出租車電動(dòng)化成為中國(guó)城市出租車轉(zhuǎn)型的排頭兵。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，即使最為成功的太原市，電動(dòng)出租車行業(yè)仍然舉步維艱，續(xù)航不足和充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)是當(dāng)下最為突出的問(wèn)題，這也恰恰是出租車行業(yè)電動(dòng)化最為致命的問(wèn)題，直接影響了司機(jī)的有效運(yùn)營(yíng)時(shí)間和運(yùn)營(yíng)里程。電動(dòng)車生產(chǎn)力屬性的發(fā)揮在續(xù)航和充電這個(gè)行業(yè)困境無(wú)法突破的情況下面臨著擱淺的產(chǎn)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

3.充換電的技術(shù)路徑分析：商業(yè)和技術(shù)的共榮共生

在電池技術(shù)上沒(méi)有重大突破的今天，續(xù)航的提升顯然是有限的。因此，如何快速有效地補(bǔ)電成為電動(dòng)車企業(yè)的研發(fā)方向。從技術(shù)可實(shí)現(xiàn)的角度來(lái)看，電池快速更換和超大功率快速充電是目前的2大主流。

超大功率快速充電比較容易理解，主要包括2部分技術(shù)：（1）大功率的交直流轉(zhuǎn)換裝置。（2）可以反復(fù)多次超級(jí)快速充放電的電池，一般要求在15 min以下能夠充滿額定容量80%。真正的技術(shù)瓶頸在于后者，如何在不過(guò)多犧牲能量密度的情況下得到更高的功率密度來(lái)滿足高強(qiáng)度的反復(fù)大電流充放電是電池行業(yè)內(nèi)的最大技術(shù)約束。目前真正進(jìn)入商用的是特斯拉的快充技術(shù)，比較接近超級(jí)快充。除此之外，就是一些公司的研發(fā)概念，比如以色列公司StoreDot的5 min充電480 km；銀隆公司的6 min快充。國(guó)內(nèi)最大的動(dòng)力電池公司寧德時(shí)代在2017年與國(guó)內(nèi)著名汽車集團(tuán)合作開(kāi)發(fā)15 min超級(jí)快充電池，并且支持高達(dá)60萬(wàn)km的生命周期續(xù)航。

電動(dòng)汽車電池快換（BS）服務(wù)是商業(yè)化實(shí)現(xiàn)迅速補(bǔ)電的另一條途徑?？鞊Q技術(shù)商用化最早出現(xiàn)在2007年，由以色列公司BetterPlace公司推動(dòng)，可惜由于商業(yè)模式上的原因，最終失敗了。從2013年開(kāi)始，以北汽、力帆和蔚來(lái)為代表，逐步進(jìn)入換電2.0時(shí)代，快換技術(shù)二次起航。其中以北汽和上海電巴合作的換電模式最為引入注目，其采用底盤整體換電技術(shù)，先后在北京、廈門出租車領(lǐng)域大量投放，在北京已經(jīng)建成80多座；另一家比較有影響力的是力帆，其主推分箱換電，具有投資小、靈活簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。本文以北汽的換電作為分析依據(jù)。

北汽的換電技術(shù)和投資參數(shù)如下：

（1）直接換電時(shí)間小于90s；全部換電服務(wù)時(shí)間小于4 min。

（2）設(shè)備占地面積60 m2左右。

（3）服務(wù)能力288車次/天。

（4）備用電池28個(gè)。

下面從技術(shù)和商業(yè)等方面對(duì)超級(jí)快充和快換技術(shù)進(jìn)行比較。首先比較一下技術(shù)和投資上的可行性。

從技術(shù)的角度來(lái)看，超級(jí)快充和快換都是處于發(fā)展中的技術(shù)，都沒(méi)有達(dá)到完全成熟的程度。前者的技術(shù)要點(diǎn)在于電池本身，后者在于電池框和車輛的聯(lián)接及快換設(shè)備。真正商用的超級(jí)快充電池目前尚沒(méi)有，盡管很多廠家宣稱開(kāi)發(fā)出了幾分鐘能夠達(dá)到幾百公里續(xù)航的快充電池，但是都沒(méi)有經(jīng)過(guò)運(yùn)營(yíng)驗(yàn)證?？鞊Q技術(shù)投入商用的案例比較多，但在2016年前基本都是負(fù)面的居多，尤其是BetterPlace的失敗和特斯拉的半途而廢基本上宣判了快換技術(shù)的失敗。然而北汽和上海電巴合作的快換技術(shù)改寫(xiě)了這個(gè)結(jié)論，EU260在北京的試運(yùn)營(yíng)開(kāi)始展現(xiàn)出光明的前景。

在技術(shù)沒(méi)有明顯區(qū)分出優(yōu)劣的情況下，快充和快換在技術(shù)兼容性上是高低立判的?？斐浼夹g(shù)存在著優(yōu)秀的兼容性，不僅在不同的廠家之間兼容，也在出租車行業(yè)用戶和普通私人用戶之間兼容。而快換具有壟斷性，不同的車輛廠家難以達(dá)成一致的電池接口，這就必然產(chǎn)生排他性。

超級(jí)快充和快換技術(shù)決定的電池壽命是有明顯差異的?？斐潆姵爻潆姳堵释ǔ４笥? C，而快換電池用的是普通電池，僅需0.5 C的充電倍率就可以滿足運(yùn)營(yíng)的時(shí)間要求，所以快充電池的充電電流強(qiáng)度在同樣的電池規(guī)格情況下是快換電池的6倍以上。反復(fù)大電流快充對(duì)于電池的損傷是比較嚴(yán)重的，因此快充電池的衰減性能和充放電次數(shù)都會(huì)遠(yuǎn)遜于常規(guī)的電池。這個(gè)角度來(lái)看，快換優(yōu)于快充。

從投資角度來(lái)看，首先是基于兼容性差異的投資風(fēng)險(xiǎn)。無(wú)論對(duì)于快充還是快換來(lái)講，未來(lái)到底是兩種模式共存還是二選一，現(xiàn)在并沒(méi)有結(jié)論，所以投資的風(fēng)險(xiǎn)是很大的。對(duì)于換電模式來(lái)講，需要完全新建換電站，一旦未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)最后是充電模式勝出，那么換電站的建設(shè)就會(huì)面臨巨大的資產(chǎn)沉沒(méi)的風(fēng)險(xiǎn)。相反，新建超大功率的充電樁來(lái)滿足目前的快充需求則不存在方向選擇的風(fēng)險(xiǎn)。從長(zhǎng)期來(lái)看，現(xiàn)在的超大功率充電樁可以用于未來(lái)的普通私人用戶，因?yàn)榈侥菚r(shí)，電池的容量都會(huì)達(dá)到60 kW·h甚至是80 kW·h，現(xiàn)在所謂的超大功率120 kW的充電樁到那時(shí)就是普通的充電樁，恰好滿足私人消費(fèi)者40 min左右的充電需求。

其次是投資規(guī)模。無(wú)論是超級(jí)充電還是換電模式，在短期內(nèi)都需要大量的基礎(chǔ)設(shè)施投資，投資主要是3個(gè)方面：（1）充電能力的形成，也就是交直流轉(zhuǎn)換設(shè)備的建設(shè)，假設(shè)最終的服務(wù)車輛數(shù)是一樣的，則充電設(shè)備的總功率應(yīng)該是相當(dāng)?shù)?，所以超?jí)快充和快換的投資是差不多的。（2）土地的獲取，經(jīng)測(cè)算15 min的80%快充能力和5 min的快換能力在土地面積的需求上是相當(dāng)?shù)?，所以這方面的投資兩者差異也不大。唯一的區(qū)別是快換站必然是專用的，而快充車位有可能是共用的，然而要達(dá)到一定的充電能力，在共用的情況下就需要增加車位的數(shù)量，所以快充情況下總的投資成本無(wú)法下降。（3）換電站的額外投資，主要有兩塊，一是換電站的換電設(shè)備，二是循環(huán)用的額外的電池及其存取設(shè)備的建設(shè)。這兩點(diǎn)是換電站的投資高出充電模式的主要原因。所以安裝建設(shè)一個(gè)換電站的投資需要500萬(wàn)左右的資金，相當(dāng)容量的快充站的投資僅需要大概30%的投資。

最后是電池的投資?？鞊Q由于換電的便捷性接近加油，快換的電池容量滿足基本的單次長(zhǎng)距離運(yùn)營(yíng)里程即可，比如說(shuō)上海能夠從虹橋機(jī)場(chǎng)到達(dá)浦東機(jī)場(chǎng)并能夠返回即可。相應(yīng)的續(xù)航達(dá)到NEDC工況300 km就夠了。其裝載的電池容量在45 kW·h左右。快充的時(shí)間無(wú)法達(dá)到快換的時(shí)間速度，這會(huì)導(dǎo)致出租車司機(jī)仍然會(huì)追求高續(xù)航來(lái)緩解充電時(shí)間的消耗，這會(huì)導(dǎo)致電池成本的持續(xù)增加，理想的NEDC續(xù)航里程應(yīng)該達(dá)到600 km，這樣才能保證在冬季等惡劣工況下仍能獲得400 km左右的實(shí)際續(xù)航，這樣出租車司機(jī)在白天運(yùn)行過(guò)程中就無(wú)需為續(xù)航擔(dān)憂。然而高達(dá)600 km的NEDC續(xù)航需要裝載大概90 kW·h的電量，這樣快充的電池成本幾乎為快換的一倍。

商業(yè)模式和技術(shù)結(jié)合最后的裁判并不是開(kāi)發(fā)者和投資者，而是客戶的選擇。所以需要比較這兩種模式對(duì)于出租車行業(yè)需求的滿足度有什么差異。

首先是充電的全過(guò)程時(shí)間。對(duì)于出租車行業(yè)，司機(jī)的時(shí)間就是金錢，因此除了充電時(shí)間，花在充電前的等待時(shí)間也是寶貴的。充電樁尤其是充電車位的專用和免費(fèi)是至關(guān)重要的，否則當(dāng)出租車駕駛員繞了幾公里的路好不容易找到充電樁，結(jié)果發(fā)現(xiàn)很多社會(huì)車輛在排隊(duì)，抱怨就難以避免了。從這個(gè)商業(yè)角度來(lái)看，換電方式天然擁有其專用性，這是充電模式無(wú)法企及的。因此，在建設(shè)初期的困難（換電站選址及土地的獲?。┓炊蔀楹笃诘膬?yōu)勢(shì)。

其次是長(zhǎng)期的維護(hù)成本，直接的維護(hù)成本幾乎是相當(dāng)?shù)?，因?yàn)闊o(wú)論是快充還是快換，都有充電設(shè)備需要維護(hù)，快換多出來(lái)的換電設(shè)備和快充電樁無(wú)人看管造成的損壞估計(jì)也是相當(dāng)?shù)摹?/p>

為研究用戶對(duì)電池快換商業(yè)服務(wù)的接受程度以及影響因素，文獻(xiàn)基于電動(dòng)汽車的“裸車銷售—電池租賃—電池快換”商業(yè)化模式，在北京、上海、深圳、重慶等4個(gè)城市完成了1 000多份問(wèn)卷調(diào)查。利用統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS對(duì)影響用戶接受電池快換服務(wù)的主要因素進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明：80%以上的受訪者接受電池快換服務(wù)；電池快換服務(wù)在延長(zhǎng)電池壽命、節(jié)約時(shí)間、環(huán)保性、便捷性等因素上均具有顯著的正向性。

4.大城市推廣純電動(dòng)車的策略建議

出租車的電動(dòng)化是必然趨勢(shì)。北京、深圳、太原等大城市已經(jīng)在全方位推動(dòng)這一趨勢(shì)的全面到來(lái)。毫無(wú)疑問(wèn)，電動(dòng)車對(duì)于大城市的環(huán)保、城市形象、智慧出行的想象力等方面擁有絕對(duì)的競(jìng)爭(zhēng)力；在導(dǎo)入電動(dòng)出租車的過(guò)程中，目前處于起步后的發(fā)展階段，技術(shù)和商業(yè)的模式逐步明朗。

按照目前的電池技術(shù)和生產(chǎn)成本，規(guī)?；囕v在綜合工況下，其續(xù)航里程在300～400 km之間，實(shí)際使用大概僅200～250 km之間，考慮必須的30 km左右殘留電量，實(shí)際使用會(huì)更少。無(wú)論是最早進(jìn)入這一領(lǐng)域的比亞迪、北汽新能源，還是蓄勢(shì)發(fā)力的吉利和上汽，車輛的電池水平基本都在這個(gè)區(qū)間。滿足出租車實(shí)際日均運(yùn)營(yíng)350～400 km的需求，在沒(méi)有快換或快充實(shí)現(xiàn)電量補(bǔ)給的情況下，電池容量基本上需要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)翻倍，這個(gè)目標(biāo)沒(méi)有3～5年是難以實(shí)現(xiàn)的。

因此，通過(guò)快充或快換來(lái)補(bǔ)電是必須的。選擇快換還是快充可以從以下幾個(gè)因素來(lái)衡量。

首先是充電樁的規(guī)劃和建設(shè)進(jìn)程。出租車司機(jī)在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中需要解決白天和晚上的充電問(wèn)題，在白天，需要有大量的公共充電樁以及專用的車位，在晚間，小區(qū)內(nèi)需要有固定的帶樁車位。當(dāng)城市的充電樁建設(shè)能夠滿足這兩個(gè)條件，快充無(wú)疑是更好的選擇。晚上低成本的慢充結(jié)合白天若干次快充，司機(jī)在充電上的擔(dān)憂就基本能夠解決。否則，快充的技術(shù)難以有用武之地。

其次是快換的技術(shù)和資本能否聯(lián)合走到一起。對(duì)于北京來(lái)講，北汽新能源和上海電巴的技術(shù)組合，再加上雄厚的資本投入，在政府土地等政策的支持下，已經(jīng)處于小規(guī)模示范成功后進(jìn)入大規(guī)模復(fù)制的階段。對(duì)于主導(dǎo)快換的城市來(lái)講，必須具備大量的投資資本，尋求實(shí)力強(qiáng)大的快換設(shè)備提供者，形成強(qiáng)大的商業(yè)聯(lián)盟，包括快換設(shè)備建設(shè)和服務(wù)提供商、支持快換電池開(kāi)發(fā)的整車企業(yè)、風(fēng)險(xiǎn)投資資本和強(qiáng)勢(shì)的政府部門。否則，缺失任何一個(gè)環(huán)節(jié)，快換都不可能成功。

綜上所述，政府工作的重心如果放在充電樁的建設(shè)上并且形成開(kāi)放的生態(tài)圈，那么快充是一個(gè)不錯(cuò)的選擇；如果政府的重心在于尋求相對(duì)封閉的電動(dòng)出租車生態(tài)圈，那么在合適資本的介入下，快換比較符合這一目標(biāo)。