電動汽車換電模式主機廠發(fā)展戰(zhàn)略建議

劉朝陽 衛(wèi)海崗 劉禮

摘 要：隨著新能源汽車的普及和國家補貼從購車環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)向能源補充，電動汽車換電模式以其便利性和安全性的優(yōu)勢重新回到大眾視野。文章通過分析換電模式的優(yōu)勢，解讀換電相關(guān)國家政策和市場需求，分析換電模式面臨的挑戰(zhàn)?；谥髁鲝S商發(fā)展現(xiàn)狀及運營商業(yè)模式，從主機廠角度提出換電模式未來健康發(fā)展需要具備的條件，對制定國家政策和行業(yè)標準，主機廠和運營企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略提出了建議。

關(guān)鍵詞：電動汽車;動力電池;換電模式

中圖分類號：U469.7 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）10-13-04

Suggestions on the Development Strategy of the OEM in the Mode ofElectric Vehicle Power Exchange

Liu Chaoyang， Wei Haigang， Liu Li

（Guangzhou Automobile Group Co.， Ltd，?Guangdong Guangzhou 510623）

Abstract：With the popularization of new energy vehicles and the shift of state subsidies from vehicle purchase to energy supplement， the electric vehicle power exchange mode returns to the public view with its advantages of convenience and safety. This paper analyzes the advantages of the power exchange mode， interprets the relevant national policies and market demand， and analyzes the challenges faced by the power exchange mode. Based on the development status and operation business model of the mainstream manufacturers， the paper puts forward the conditions for the healthy development of the power exchange model in the future from the perspective of the host plant， and puts forward suggestions for the formulation of national policies and industry standards， as well as the development strategy of the host plant and operation enterprises.Keywords： Electric Vehicle; Power Battery; Power Exchange ModeCLC NO.：U469.7 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）10-13-04

前言

新能源汽車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，銷量和保有量逐年提升。隨著國家產(chǎn)業(yè)政策調(diào)整，新能源補貼逐漸從購車環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)向能源補充基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域，電動汽車換電模式以其便利性和安全性的優(yōu)勢重回大眾視野。而當下?lián)Q電模式同時面臨諸多挑戰(zhàn)，需要國家、行業(yè)、主機廠和運營企業(yè)發(fā)揮優(yōu)勢，共同促進換電模式的發(fā)展。

1 換電的發(fā)展背景與機遇

1.1 換電技術(shù)發(fā)展歷史

電動汽車換電技術(shù)在國外誕生，在國內(nèi)得到迅速發(fā)展和應(yīng)用。2007年以色列提出換電模式，取得技術(shù)積累。2013年特斯拉因電池?zé)o法跨車系共享而放棄換電技術(shù)路線。2014年國家電網(wǎng)為杭州電動出租車提供換電服務(wù)，北京、海南等也啟動出租車換電。2016年上海奧動升級底盤換電技術(shù)，為主機廠換電提供技術(shù)支持。早期因換電站投資較大，電動汽車保有量小及商業(yè)模式不成熟等，造成換電站兼容性低和運營效率受限，但客觀上為換電模式積累技術(shù)與運營經(jīng)驗。

1.2 電動汽車換電優(yōu)勢

換電模式是電動汽車能量補充體系的重要組成部分，與充電相比有其獨特優(yōu)勢。1）降低購車成本，購車時電池費用從總價中移除，使用時只需繳納電池租賃費，降低了購車門檻。2）提高二手殘值，由于車電分離，二手車交易時不受電池影響。3）比充電速度快，一次換電僅需3-5分鐘，與加油時間相當，遠低于快充時長。4）價格相對便宜，充電往往遇上波峰電價，而換電能量補給可充分利用階梯電價，也可起到削峰填谷的作用。5）電池有更長使用周期，電池的統(tǒng)一管理可以充分利用循環(huán)次數(shù)，且廢舊電池可以梯次利用，提升生命周期內(nèi)的價值。^[1]6）換電站亦可作為儲能站，通過電池的儲能與放電，可平衡電網(wǎng)負荷，優(yōu)化電力資源配置，提高能量利用率。

換電模式降低用車成本，增加用車時間，有更好的經(jīng)濟性和便捷性，適合城市公共交通中運營時間長、行駛里程長、保有量大的出租車和網(wǎng)約車等營運車輛，增加營運效率和效益。^[2]當下主流電動車NEDC續(xù)航里程達到400-500公里，實際續(xù)航里程約為300公里，而城市出租車單班制的平均行駛里程約為300公里。因此換電模式能夠契合城市營運車輛的需求，尤其是單日雙班制營運的出租車和網(wǎng)約車。

1.3 政策導(dǎo)向及解讀

2019年6月，國家發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部、商務(wù)部三部委發(fā)布關(guān)于印發(fā)《推動重點消費品更新升級 暢通資源循環(huán)利用實施方案（2019-2020年）》的通知，通知指出：（1）大幅降低新能源汽車成本。（2）加快發(fā)展使用便利的新能源汽車。為電動汽車換電技術(shù)的研發(fā)和實施提供了政策引導(dǎo)方向，鼓勵新能源汽車換電上下游產(chǎn)業(yè)鏈提高效率和降低成本，完善能源補充體系，提升能源補充效率。

通過逐步實現(xiàn)電池平臺化、標準化，為電動汽車動力電池的平臺化開發(fā)，電池動態(tài)運營與再循環(huán)利用，以及電池的統(tǒng)一國家標準破除了制度桎梏。車電分離的商業(yè)模式降低了后補貼時代購車門檻，為新能源汽車的推廣續(xù)力。研制充換電結(jié)合、電池配置靈活、續(xù)駛里程長短兼顧的新能源汽車產(chǎn)品，新增換電的能源補充體系，能夠豐富能源補充方式，提升能源補充效率。將整車與電池模塊化開發(fā)，優(yōu)化配置組合，滿足不同的市場需求。暢通全生命周期資源循環(huán)，提高能源利用效率的號召將動力電池梯次利用和拆解報廢規(guī)范納入研究落地階段。通知指出，要借鑒公共服務(wù)領(lǐng)域換電模式和應(yīng)用經(jīng)驗，換電模式即將成為新能源汽車市場追逐的風(fēng)口浪尖。

隨著汽車電動化進程的發(fā)展，國內(nèi)外各大企業(yè)均加快布局，我國新能源汽車產(chǎn)銷量屢創(chuàng)新高。2019年我國新能源汽車銷量達106萬臺，保有量超過450萬臺，2025年我國新能源車銷量目標占比達25%左右，預(yù)計銷量將達到700萬輛。全國重點省市陸續(xù)出臺新能源出行行業(yè)利好政策，未來城市新增或替換出租車/網(wǎng)約車主要以純電動車為主，北京等城市要求具備可換電功能。新能源汽車產(chǎn)業(yè)及城市出行市場對純電動車的需求為換電技術(shù)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)和保障。

2 換電的發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

2.1 主機廠運營現(xiàn)狀

2016年北汽和蔚來率先實現(xiàn)電動車底盤換電，北汽新能源的換電模式主要應(yīng)用在出租車領(lǐng)域，近期開始往私家車方面發(fā)展。目前，北汽新能源在全國已有超過100座換電站，投放近萬臺純電出租車。到2020年底北京近兩萬輛出租車將更新為純電動車輛，將會極大促進換電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。蔚來在2017年底ES8上市時，宣布采用換電模式，主要面對私人用戶。在2019年10月，蔚來宣布針對所有蔚來ES8和ES6首任車主，實行終身免費換電服務(wù)。

然而無論是北汽還是蔚來，目前的換電站僅支持對本品牌的部分車型換電，難以跨品牌或跨車系。換電站的效益受到換電量的影響，而目前大部分換電站的使用負荷率不高，盈利情況不及預(yù)期。

2.2 換電運營商業(yè)模式及其關(guān)鍵指標

電動汽車換電模式的主要參與方包括主機廠，出租車公司，換電運營商，以及司機。主機廠向出租車公司銷售換電版車輛，與換電運營商就技術(shù)及服務(wù)等達成合作，出租車公司與司機協(xié)商雇傭分成，換電運營商向司機提供換電服務(wù)，收取一定的費用。^[3]

換電運營商通過向司機收取費用，覆蓋其投資和運營成本以實現(xiàn)盈利。其投資運營商業(yè)模型的關(guān)鍵在于換電站建站投資成本和可服務(wù)的出租車數(shù)量。換電運營商業(yè)模型的關(guān)鍵指標主要包括充電電費、電池成本以及收取的換電費。電池充電電費作為最大成本（五成以上），電費單價尤為重要。因此如果電網(wǎng)企業(yè)介入發(fā)揮其電價定價權(quán)的優(yōu)勢，達到較好的經(jīng)濟效益;還能從電網(wǎng)角度布局換電站，平衡電網(wǎng)負荷，擴大規(guī)模，保證換電站的安全可靠運行。電池成本是第二大部分，電池制造商或是開展換電服務(wù)的有力競爭者，不僅能夠有效控制電池成本，也能在電池的日常維護和梯次利用上發(fā)揮優(yōu)勢。換電費用作為收入的主要來源，其單位定價尤為重要，既要保證一定的利潤率，又要保證換電模式的競爭力，即單位里程的換電費用不能高于充電電費或燃油車油耗。

2.3?換電模式面臨的挑戰(zhàn)

換電模式目前仍處于政策引導(dǎo)和企業(yè)戰(zhàn)略投資為主的初級階段，未來仍然面臨技術(shù)瓶頸和商業(yè)模式等挑戰(zhàn)。^[4]

（1）電池規(guī)格的統(tǒng)一性。目前的換電站都只能對單一品牌的單一車型換電。不同主機廠電池包無法統(tǒng)一，同廠商不同車型的電池包也未完全統(tǒng)一，無法形成規(guī)模效應(yīng)。而開展大規(guī)模換電的前提是電池、電控系統(tǒng)的標準化、模塊化和可兼容性。（2）換電站的投入及運營成本較高。換電站投資成本過高，前期投入大，投資回收期長;運營商需要儲備大量存量電池，而目前電池成本居高不下，且電池購買拿不到補貼。（3）市場培育期規(guī)模不足。換電需要量的支撐，一是電動車數(shù)量足夠，保證營業(yè)收入以成本分攤，一是動力電池的數(shù)量滿足使用需求。（4）考慮換電站布局和選址。商用和家用的換電需求不一，因此建站位置和密度需要協(xié)同優(yōu)化。（5）市場接受度。雖然不用支付購買費用，但需租金和服務(wù)費，對于消費者需要接受過程。

3 面向未來的發(fā)展建議

基于換電面臨的技術(shù)、商業(yè)模式以及社會環(huán)境等挑戰(zhàn)，分別對國家和行業(yè)、換電運營商和主機廠提出面向未來的發(fā)展建議。對于國家政策的引導(dǎo)，行業(yè)標準的制定，換電運營商業(yè)模式創(chuàng)新和落地，特別是對于主機廠戰(zhàn)略方針的制定，技術(shù)路線的選擇，以及技術(shù)難點的攻堅都有重要意義。

3.1 國家和行業(yè)

換電的前提是電池、電機的標準化、模塊化、可兼容、可擴展性。在技術(shù)上要成熟和穩(wěn)定，否則不具備商業(yè)應(yīng)用條件。可兼容性要考慮縱向和橫向兩個維度：縱向兼容是同一品牌自有產(chǎn)品之間的兼容，橫向兼容是與其他企業(yè)產(chǎn)品之間的兼容?？v向兼容的難度在于不同級別車型之間的電池容量、整車布置、性能、重量等存在較大差異，要實現(xiàn)所有產(chǎn)品間自由換電既不可行也無必要，需要考慮同一平臺內(nèi)產(chǎn)品的電池的兼容互換最大化。橫向兼容難度在于不同電池企業(yè)和主機廠都有各自標準，只有在電池和整車上都建立了統(tǒng)一的標準才能實現(xiàn)兼容互換。作為換電模式的未來，必然要走向縱向和橫向的可兼容，而單一車企難以形成通用行業(yè)標準，需要國家和行業(yè)在建立標準上積極投入。

換電與充電不是替代關(guān)系，在很長時間兩種模式都會長期存在，互為補充。就如同一次性電池和充電電池一樣，換電與充電能夠分別滿足不同的用戶，不同應(yīng)用場景、不同實際使用需求對應(yīng)不同的能源補充體系，夜間利用谷電慢充是體現(xiàn)新能源車經(jīng)濟性的重要能源補給方式。而對于高頻用車、高等待成本的出租車、網(wǎng)約車來說，換電則是最佳的能源補充方案。換電和充電本質(zhì)上應(yīng)該是細分市場的差異化選擇，而不是能源補充方式體系內(nèi)的對抗，應(yīng)該讓充電和換電在不同的細分市場展現(xiàn)實力，以消費者的選擇為衡量標準，交給市場去選擇，以市場為導(dǎo)向，從經(jīng)濟性、便捷性的角度去適應(yīng)不同用戶的需求。

3.2 換電運營企業(yè)

換電需要有量的支撐，保有量到一定程度，滿足條件才能推進換電實現(xiàn)規(guī)?；?。換電站如同加油站、充電站，需要車輛保有量的支撐，換電負荷和稼動率不高必然導(dǎo)致?lián)Q電站難以盈利。只有換電車輛保有量在區(qū)域內(nèi)達到一定程度，滿足條件換電模式才能實現(xiàn)規(guī)模化。^[5]

換電的應(yīng)用場景一定是集中式的，達到每平方公里多少臺以上，則運行范圍相對固定和集中才可以，否則難實現(xiàn)。換電的可能應(yīng)用場景主要有兩個方面，一類主要是以出租車公司為代表的行業(yè)客戶。對換電的主要訴求在于單日行駛里程和運營時間長，雙班運營，換電帶來運營效率的提升。另外一種是私人用戶。私人用戶對換電的訴求主要體現(xiàn)在平日短距離上下班通勤和周末節(jié)假日中遠距離出游等。不同用車場景下對電池續(xù)駛里程的不同需求，通過換電來降低使用成本。當前電動車發(fā)展尚處于初級階段，電動車私人用戶規(guī)模小，相對分散;而出租車公司等行業(yè)客戶，運營車輛的區(qū)域集中度較高，運營范圍和管理相對更為可控，換電需求也更為強烈，應(yīng)優(yōu)先考慮在此類用戶中開展換電模式和技術(shù)的先行先試。^[6]

換電目前還處于發(fā)展初期階段，現(xiàn)階段的換電站和換電出租車保有量都處于發(fā)展階段，未來兩者之間的需求匹配問題將會是一個長期面臨的問題。隨著電動出租車數(shù)量的增多，換電站的數(shù)量也將不斷增加，布局有望逐漸完善，最值得關(guān)注和探討的問題是如何找到成熟的運營商業(yè)模式，解決換電站的盈利問題。

3.3 換電主機廠

首先必須考慮經(jīng)濟性，要在現(xiàn)有量最大的車型上予以改造和延伸，提高共用化、平臺化、通用化、集中化。當前還處于換電商業(yè)模式探索和技術(shù)開發(fā)驗證階段，一方面應(yīng)選定某一款產(chǎn)品來進行集中開發(fā)和區(qū)域性投入運營來優(yōu)化商業(yè)模式，完善技術(shù)，建立標準。只有在商業(yè)模式、技術(shù)、品質(zhì)和成本等各方面成熟后才能進行擴展應(yīng)用。另一方面在選定先行先試的產(chǎn)品時，由于臺數(shù)有限，要充分考慮經(jīng)濟性，降低分攤和投入，將成本、費用降到最低。

電池的安全性和穩(wěn)定性是換電商業(yè)模式的基礎(chǔ)。在多次換電時，必須解決換電各參與方之間的商業(yè)模式問題，例如電池是賣還是租。費用結(jié)算須以創(chuàng)造價值為前提而存在，換電帶來的優(yōu)勢與劣勢要全面綜合對比，對于有價值的一方選擇合理模式。換電模式涉及到多方利益相關(guān)者，既包括整車廠，出租車公司，也包括換電站/電池資產(chǎn)運營公司，以及最終的車輛使用者。如何確保各方利益，形成最優(yōu)的商業(yè)模式值得探討。其中涉及的核心問題是解決電池資產(chǎn)的商業(yè)模式，涉及到電池安全性、品質(zhì)保證、費用結(jié)算、日常維護、廢舊電池二次利用與處理等各方面問題。需要從多個維度對主機廠和出租車公司以及換電運營商之間電池租售的優(yōu)劣分析綜合對比。

對于企業(yè)來說，換電項目的投資回報率等經(jīng)濟性需要深入研討，是屬于戰(zhàn)略先行，還是車型具體搭載。要分清楚所處階段，是處于戰(zhàn)略先行技術(shù)開發(fā)，還是技術(shù)產(chǎn)業(yè)化驗證，或者是規(guī)?；瘧?yīng)用階段。所處階段不同，項目產(chǎn)出和考量維度也存在差異。對于大多數(shù)企業(yè)來說，目前處于戰(zhàn)略先行的階段，建議主機廠之間采取聯(lián)合或者聯(lián)盟的合作模式。通過合資研發(fā)生產(chǎn)運營，共享研發(fā)成果，共同探索商業(yè)模式，形成行業(yè)聯(lián)盟的優(yōu)勢，以減低新項目的運營風(fēng)險，盡早實現(xiàn)換電技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化落地。

主機廠之間的商業(yè)競爭，最終是產(chǎn)品與服務(wù)在Techno -logy（技術(shù)）、Quality（品質(zhì)）、Cost（成本）、Delivery（交付）、和Service（服務(wù)）方面的全面競賽，只有在這些方面取得優(yōu)勝，才有可能存活和發(fā)展下去。在技術(shù)方面要做到引領(lǐng)，為了做到引領(lǐng)必須敢于創(chuàng)新，先行先試，成功則推廣，不成功則持續(xù)鉆研，直到成功。在品質(zhì)、成本、交付和服務(wù)方面要通過技術(shù)研發(fā)和小批量試運行不斷顯在化問題并加以解決，提高品質(zhì)、成本、交付和服務(wù)成熟度和競爭力。只有具備了成熟度和競爭力才能在市場上加以大規(guī)模推廣，才能在競爭中取勝。

4 結(jié)論

本文歸納了電動汽車換電的發(fā)展歷程，梳理了換電面臨的機遇和挑戰(zhàn)，基于未來發(fā)展面向政府、行業(yè)和企業(yè)提出了針對性建議。經(jīng)過論證，換電的技術(shù)優(yōu)勢和商業(yè)運營模式符合城市電動出行市場的需求，因此換電模式具備一定的可行

性。隨著電動汽車保有量的增加和換電基礎(chǔ)設(shè)施的投入，預(yù)計到2025年能夠?qū)崿F(xiàn)換電的大規(guī)模商業(yè)運用，逐步實現(xiàn)盈利。為充分發(fā)揮換電的優(yōu)勢，實現(xiàn)能源利用效率和經(jīng)濟效益的提升，政府和行業(yè)要加快制定換電產(chǎn)業(yè)化政策和建立三電系統(tǒng)行業(yè)統(tǒng)一標準，主機廠在戰(zhàn)略發(fā)展初期實現(xiàn)可通過研產(chǎn)聯(lián)合或產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的方式合作，換電運營企業(yè)要充分拉動社會優(yōu)勢資源方探討商業(yè)模式的優(yōu)化和落地，以加速換電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。在未來汽車行業(yè)電動化、共享化、智能網(wǎng)聯(lián)和自動駕駛快速發(fā)展的趨勢下，換電模式可能迎來新的發(fā)展機遇。

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