換電或?yàn)檠a(bǔ)能主流？

宿寧

在新能源汽車與燃油車的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，綠色、低成本、便利是二者上演激烈交鋒的關(guān)鍵領(lǐng)域。盡管隨著全球各個(gè)國(guó)家、地區(qū)排放法規(guī)不斷縮緊，新能源車市場(chǎng)份額近年來(lái)不斷攀升，2021年全球新能源車型累計(jì)銷量達(dá)650萬(wàn)輛，但綠色低碳的明顯優(yōu)勢(shì)并不能成為新能源汽車壓倒燃油車的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

全球新能源車市格局報(bào)告指出，近年來(lái)全球純電動(dòng)占比提升顯著，2021年達(dá)到73%，插混份額下降。以純電動(dòng)汽車為主的新能源汽車在續(xù)航里程以及充電時(shí)間方面，依然為消費(fèi)者所擔(dān)心。據(jù)相關(guān)資料顯示，目前純電動(dòng)汽車平均續(xù)航里程不到445公里，平均充電時(shí)間長(zhǎng)達(dá)3個(gè)小時(shí)，成為新能源汽車最大痛點(diǎn)。

充電or換電

電子產(chǎn)品的更新迭代速度在眾多產(chǎn)品中名列前茅，但電動(dòng)汽車的電池技術(shù)暫未迎來(lái)劃時(shí)代的科技突破。而另一方面，消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車抱以的期待已不局限于市內(nèi)用車。在續(xù)航里程短時(shí)間內(nèi)無(wú)法獲得較大突破的背景下，人們對(duì)電動(dòng)汽車的充電時(shí)間提出了更高要求。此時(shí)，兩種方案擺在了消費(fèi)者面前，一是充電模式，二是換電模式。前者提倡提高電池充電技術(shù)，增加充電樁；后者通過(guò)建立換電站，直接更換電池，最大限度縮小充電時(shí)間。

今年2月，愛(ài)爾蘭公司Navitas Semiconductor宣布將在電動(dòng)汽車中實(shí)施基于氮化鎵（GaN）的功率集成電路。采用這種半導(dǎo)體的電流轉(zhuǎn)換器和功率逆變器，將增加電動(dòng)汽車的續(xù)航里程，充電速度提高3倍。誠(chéng)然，此類設(shè)備比硅設(shè)備貴10-20%，且要到2025年才會(huì)出現(xiàn)在電動(dòng)汽車中。更多有效應(yīng)用出現(xiàn)之前，電池的充電技術(shù)似乎并不能緩解消費(fèi)者的“充電焦慮”。

另一方面，通過(guò)把電壓平臺(tái)提升到更高水平，也能快速縮短充電時(shí)間。極氪001的中高端車型已做到400V的高壓充電平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)充電5分鐘、續(xù)航增加120km。國(guó)內(nèi)部分車企，如比亞迪、極狐、小鵬、理想等，正在把電壓平臺(tái)提升到800V甚至更高的水平，以達(dá)到300-500kW的充電功率，實(shí)現(xiàn)充電時(shí)間進(jìn)一步壓縮。但這依賴于超級(jí)充電樁的建設(shè)布局，而這類基礎(chǔ)設(shè)施目前并未全面鋪開(kāi)。

根據(jù)中國(guó)電動(dòng)車充電基礎(chǔ)建設(shè)促進(jìn)聯(lián)盟的數(shù)據(jù)顯示，去年第四季度時(shí)我國(guó)的車樁比例為3.05：1，充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)確實(shí)已經(jīng)提速，但并不能完全解決補(bǔ)能問(wèn)題。車樁比不匹配、缺少超級(jí)充電樁、車輛集中式充電等造成“車主凌晨搶樁”“排隊(duì)數(shù)小時(shí)充電”等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。且隨著充電車輛持續(xù)增長(zhǎng)，集中充電對(duì)電網(wǎng)的影響將越來(lái)越明顯，而城市配電網(wǎng)改造升級(jí)空間、容量卻越來(lái)越有限。僅靠充電模式，難以滿足眾多電動(dòng)車消費(fèi)者的出行需求。

反觀“車電分離”的換電模式，在2021年便成為這場(chǎng)熱浪中的“扛旗者”。去年10月，工信部印發(fā)《關(guān)于啟動(dòng)新能源汽車換電模式應(yīng)用試點(diǎn)工作的通知》，決定在北京、南京、武漢、三亞、重慶、合肥等11個(gè)城市啟動(dòng)換電模式應(yīng)用試點(diǎn)。1月，國(guó)家發(fā)改委等部門印發(fā)的《促進(jìn)綠色消費(fèi)實(shí)施方案》提出，推動(dòng)開(kāi)展新能源汽車換電模式應(yīng)用試點(diǎn)。解決換電標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題、降低投資成本的《電動(dòng)汽車換電安全要求》《電動(dòng)乘用車共享?yè)Q電站建設(shè)規(guī)范》等行業(yè)細(xì)則、標(biāo)準(zhǔn)也隨之出臺(tái)。至此，從宏觀層面鋪開(kāi)的換電模式正式進(jìn)入行業(yè)大舞臺(tái)。

換電正“升溫”

換電模式并非近年才興起，2007年以色列Better Place公司最早開(kāi)始探索換電，隨后特斯拉也做過(guò)相關(guān)嘗試，并于2013年發(fā)布相關(guān)換電技術(shù)，宣布93秒即可完成換電。但隨著超充技術(shù)的成熟，特斯拉和很多電動(dòng)車廠商一樣很快拋棄了換電站這種重資產(chǎn)模式。在國(guó)內(nèi)，蔚來(lái)是少有的堅(jiān)持打造換電模式的廠商。

作為一家智能電動(dòng)車主機(jī)廠，蔚來(lái)選擇換電模式的初衷是更好地服務(wù)購(gòu)買自家產(chǎn)品的客戶。通過(guò)在超充站、超充樁以及換電站三大補(bǔ)能方案協(xié)同，幫助解決蔚來(lái)車主補(bǔ)能效率低的問(wèn)題。截止2021年底，蔚來(lái)已擁有789座換電站、換電站占比60.8%，覆蓋31個(gè)省級(jí)行政區(qū)域、171座地級(jí)市。此外，蔚來(lái)在中石化和中石油安裝換電站，逐漸擴(kuò)大消費(fèi)者享受換電服務(wù)的范圍。根據(jù)規(guī)劃，到2025年底，蔚來(lái)?yè)Q電站全球總數(shù)將超過(guò)4000座，其中約1000座將在海外市場(chǎng)布局。此外，國(guó)家電投、國(guó)家電網(wǎng)、中石化等，在“十四五”期間的換電站建設(shè)規(guī)劃也均在4000座以上。

并非每一家新能源車企都會(huì)選擇換電模式。目前換電模式的發(fā)展已暴露出諸多問(wèn)題。其一是成本問(wèn)題，要滿足高頻次的補(bǔ)能需要，需換電站儲(chǔ)備足夠多的備用電池。但電池作為目前電動(dòng)汽車核心的“三電”之一，一般而言會(huì)占據(jù)整車成本的38%左右。且還需長(zhǎng)期在土地、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、電池儲(chǔ)備及運(yùn)營(yíng)維護(hù)等方面投入大量精力，成本過(guò)高。其二是電池標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一問(wèn)題，市場(chǎng)中電動(dòng)汽車廠商紛雜，電池的續(xù)航大小、接口方式、安裝位置等沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)換電模式發(fā)展造成一定影響。

1月18日，動(dòng)力電池供應(yīng)商寧德時(shí)代全資子公司時(shí)代電服發(fā)布換電服務(wù)品牌VOGO，提供組合換電整體解決方案，包括“換電塊、快換站、APP”三大產(chǎn)品。面向于整個(gè)汽車行業(yè)的換電市場(chǎng)，寧德時(shí)代提供了一種可自由組合的標(biāo)準(zhǔn)箱換電技術(shù)。其開(kāi)發(fā)的“巧克力換電塊”，具有統(tǒng)一的尺寸標(biāo)準(zhǔn)，可根據(jù)車型和需要選取一到多塊電池組合，靈活匹配不同里程需求。寧德時(shí)代在發(fā)布會(huì)上強(qiáng)調(diào)，“巧克力換電塊”具備超強(qiáng)的適配能力，可以適配全球80%已上市以及未來(lái)3年要上市的純電平臺(tái)開(kāi)發(fā)的車型。但換電站建設(shè)和換電模式的推廣普及，都還存在著一些基礎(chǔ)性和標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，需要時(shí)間實(shí)現(xiàn)逐漸統(tǒng)一。