淺析新能源時(shí)代下汽車換電模式的現(xiàn)狀及發(fā)展

韓耀夫

摘 要：在國家“能耗雙控”，可持續(xù)發(fā)展政策方針的引領(lǐng)下，我國的新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展如火如荼。目前我國的新能源汽車技術(shù)發(fā)展日益純熟，具備了較好的續(xù)航性和較強(qiáng)的動力系統(tǒng)。但如今城市化建設(shè)過程中，關(guān)于電動汽車換電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃建設(shè)還較為局限，遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)今數(shù)目日趨龐大的新能源汽車的需要。至此，本文結(jié)合我國換電模式的現(xiàn)狀，對換電技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用過程中所存在的問題及對策進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 換電模式 問題及對策

Abstract：Under the guidance of the national policy of "dual control of energy consumption" and sustainable development， the development of China's new energy vehicle industry is in full swing. At present， China's new energy vehicle technology is becoming more and more sophisticated， with good endurance and strong power system. However， in the process of urbanization， the planning and construction of electric vehicle power exchange network is still relatively limited， which is far from meeting the needs of today's increasingly large number of new energy vehicles. So， combined with the current situation of power exchange mode in China， this paper analyzes the problems and countermeasures in the development and application of power exchange technology.

Key words：new energy vehicles， power exchange mode， problems and Countermeasures

1 換電模式現(xiàn)狀及問題分析

1.1 我國早期換電模式的局限性分析

新能源汽車近些年隨著國家政策的大力推動而迅速發(fā)展，現(xiàn)如今各大汽車品牌幾乎都推出了新能源、混合動力的汽車款式。電動汽車或是油電混合動力的汽車所具有的優(yōu)勢特點(diǎn)顯而易見，主要突出在能源利用率方面和節(jié)能減排的環(huán)保性能方面。作為我國新興的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，新能源汽車的發(fā)展態(tài)勢仍將作為我國今后汽車產(chǎn)業(yè)中的重要組成部分。當(dāng)然，與新能源汽車相配套的能源供給、換電技術(shù)的發(fā)展也將備受社會各界的廣泛關(guān)注。

我國早期電動汽車能源補(bǔ)給方式較為單一，往往都是依賴于換電站的充電樁進(jìn)行定點(diǎn)插充的模式。在早些年新能源汽車的發(fā)展還不具備一定的規(guī)模，電動汽車在私家車數(shù)目中占比較小。反觀換電站的建設(shè)則需要投入大量的資金和人力物力。在某些大城市，土地資源極其有限。換電站的建設(shè)利用率較低并且資金投入回報(bào)周期過長，這就導(dǎo)致我國早期的電動汽車換電技術(shù)發(fā)展尤為受限。另一個(gè)方面，早期由于新能源汽車的能源系統(tǒng)、動力系統(tǒng)等等技術(shù)發(fā)展還并未成熟。新能源汽車生產(chǎn)成本偏高，技術(shù)不具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。高昂的研發(fā)制造成本就導(dǎo)致其售價(jià)使得大多數(shù)普通的私家車主望而卻步，并且普通群眾面對新興能源技術(shù)的穩(wěn)定性還持有保留態(tài)度。這些原因制約著新能源汽車在大眾私家車的市場占有量。在供電電池設(shè)計(jì)規(guī)格與工藝、能源補(bǔ)給方式與技術(shù)等等領(lǐng)域各大汽車生產(chǎn)企業(yè)獨(dú)樹一幟，所需要的換電模式和要求也不盡相同。這同樣對于換電站的技術(shù)統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)來說一項(xiàng)難題。難以保障不同品牌、不同車型的新能源汽車都能夠在換電站進(jìn)行能源補(bǔ)給。再加上技術(shù)與利益等多領(lǐng)域的牽扯，使得我國早期換電技術(shù)發(fā)展面臨重重困難。

1.2 我國換電模式現(xiàn)狀分析

隨著我國對新能源技術(shù)的大力支持和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的深入推進(jìn)，經(jīng)過一系列的工藝改革和技術(shù)攻堅(jiān)后，現(xiàn)如今的新能源汽車已經(jīng)具備了較為成熟可靠的技術(shù)支持。隨著新能源汽車優(yōu)勢的日益凸顯和其價(jià)格更加的普適化，新能源汽車越來越受到大眾的認(rèn)可并持續(xù)走高占領(lǐng)了更多的私家車市場份額。新能源汽車的蓬勃發(fā)展帶動了我國換電技術(shù)的進(jìn)步和換電模式的多樣化發(fā)展。我國的電網(wǎng)公司積極推進(jìn)新能源政策的落實(shí)，在不同省市的管轄區(qū)內(nèi)開展了示范性建設(shè)工程。如今我國的換電模式仍處于發(fā)展建設(shè)階段，換電模式也逐漸多樣化，形成了“換電為主、插充為輔、集中充電、統(tǒng)一配送”運(yùn)行模式。汽車能源供給更加便捷高效，運(yùn)行里程更有保障。通過智能電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和交通網(wǎng)的技術(shù)融合，更是實(shí)現(xiàn)了換電技術(shù)的高度信息化、自動化以及網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)。

1.3 換電模式所存在的問題分析

目前我國的換電模式主要分為集中充電模式和充換電模式。集中充電模式首先將大量的能源汽車配電池進(jìn)行收集儲存并進(jìn)行集中充電，然后再將其進(jìn)行配送到各個(gè)換電站內(nèi)對電動汽車進(jìn)行換電服務(wù)。這種換電模式具有集中控制的特點(diǎn)，配送站不必具備充電相關(guān)設(shè)備，也無需接入電網(wǎng)。節(jié)省了部分配電設(shè)施建設(shè)和運(yùn)行的費(fèi)用。集中充電的模式充電效率也相對較高，同時(shí)具有更好的調(diào)配靈活性，能夠在一定程度上免于時(shí)間和空間的限制。集中充電、統(tǒng)一配送的換電模式局限性也比較明顯，首先需要選擇合適的地點(diǎn)進(jìn)行充電站建設(shè)。為保障充電效率和滿足大批量電池充電的需求，需要依托變電站進(jìn)行建設(shè)，相對建設(shè)成本會增加。再者就是需要解決統(tǒng)一配送的物流問題，能源汽車的蓄電池為保障續(xù)航往往容量偏大，其體積和重量也相對較高。這對于物流而言也是一個(gè)不小的難題。

充換電模式則為依托換電站同時(shí)開展電池充電及電池?fù)Q電的功能。在站內(nèi)配有充電系統(tǒng)和電池更換系統(tǒng)還能夠進(jìn)行基本的換電維護(hù)與檢修等服務(wù)。這種換電模式不必受限于笨重電池組的配送物流等問題。其缺點(diǎn)主要是對換電站的前期投入建設(shè)和日常運(yùn)營的成本問題。并且為了滿足不同功能、類型汽車的充換電需要，換電站則需要配備不同型號的換電電池。由于電池規(guī)格缺乏統(tǒng)一性的問題，則又為換電站的建設(shè)與運(yùn)營成本增加了不少的壓力。除了上述問題之外，新能源汽車換電的操作安全性和相關(guān)設(shè)備的維護(hù)與責(zé)任界定等問題都是換電技術(shù)發(fā)展所面臨的難題。

2 換電模式的發(fā)展與對策分析

2.1 優(yōu)化換電模式的對策分析

為有效解決我國新能源汽車的運(yùn)行里程和換電續(xù)航的問題，進(jìn)行技術(shù)革新、優(yōu)化換電模式是必經(jīng)之路?，F(xiàn)如今新能源汽車的規(guī)模在持續(xù)擴(kuò)大，有市場、有資源對于換電技術(shù)的發(fā)展來說是首要的前提。近年來，像北汽、蔚來等具有實(shí)力的企業(yè)已經(jīng)開始投入資金力量進(jìn)行換電技術(shù)的開拓領(lǐng)跑。在換電技術(shù)的高效便捷、安全可靠等層面均有技術(shù)突破。其中，為了確保新能源汽車換電的兼容性，制定統(tǒng)一的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是非常重要的。具備了統(tǒng)一的換電技術(shù)要求，讓不同廠家品牌的汽車換電操作能夠進(jìn)行統(tǒng)一，無疑會給我國的換電模式帶來極大的便捷。統(tǒng)一后的充電換電方案就會具有更高的普適性，可以因此而降低因不同設(shè)備的充電要求所帶來了的技術(shù)難題。統(tǒng)一化的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也更便于行業(yè)監(jiān)管，充電技術(shù)的安全性指標(biāo)和控制參數(shù)也更加清晰明確。逐步形成專業(yè)化的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、術(shù)語規(guī)范和建設(shè)規(guī)劃方案，以及統(tǒng)一的快速換電箱、配電線路和接口、換電功率等技術(shù)參數(shù)。

頻繁更換、運(yùn)輸電池?zé)o論對于電池本身還是新能源汽車而言必然會造成一些不確定性的損耗。日久老化后的配電線路與接口也容易誘發(fā)安全駕駛隱患，還有換電操作過程的安全性。這些問題仍舊承待解決，最好的辦法還是通過聯(lián)合不同的品牌廠家進(jìn)行共同研發(fā)。實(shí)現(xiàn)技術(shù)共享和標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣更有易于提出高度規(guī)范的換電操作準(zhǔn)則。在換電接口、車體設(shè)計(jì)和與之相配套的維護(hù)保養(yǎng)、故障檢修等工作都更容易開展。對日久老化的電池組件和配電線路也便于統(tǒng)一維修和更換，有助于保障車主用車的安全性和穩(wěn)定性。

無論如何，建設(shè)換電站前期的資金投入是不可避免的。這需要聯(lián)動協(xié)作，多方配合。隨著國家的政策導(dǎo)向，國家電網(wǎng)、奧動新能源等能源企業(yè)為換電站的能源供給、充換電所需基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)帶來了強(qiáng)有力的支持。根據(jù)城市規(guī)模和主要交通干道，選擇合適的換電站建設(shè)位置能夠更加便捷的提供新能源汽車換電服務(wù)。同時(shí)進(jìn)一步壓縮配送的時(shí)間和成本。為加速建設(shè)投入成本的回收，實(shí)現(xiàn)利益的快速增長。擴(kuò)大換電服務(wù)輻射領(lǐng)域，提高換電效率尤為重要。實(shí)現(xiàn)電池?fù)Q電技術(shù)的共享與推廣，對于更新?lián)Q代的電池產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)迭代兼容并根據(jù)就近原則安排物流配送。

2.2 我國換電技術(shù)的前景展望

換電模式所具有的便捷高效、節(jié)能環(huán)保、土地集約的優(yōu)勢特點(diǎn)是不可替代的。尤其在如今能源短缺，環(huán)境問題備受關(guān)注的時(shí)代背景下，我國的換電技術(shù)發(fā)展與推廣是具有重要意義和廣闊前景的。

換電技術(shù)在公共交通的推廣更具有優(yōu)勢和力度，因?yàn)榻y(tǒng)一的公交車、出租車品牌較為集中，型號單一更易于管理。無論是電池、配電線路還是集中充電的設(shè)施具有高度的兼容性和統(tǒng)一調(diào)配的便捷性。今后換電技術(shù)也應(yīng)聚焦在新能源的私家車的發(fā)展與推廣。目前我國的新能源汽車大多數(shù)都是固定的電池能源組件和動力系統(tǒng)，整車售賣且電池不可拆卸。各個(gè)廠家根據(jù)不同的車型空間布置需要也會靈活的安置電池組配件的位置。未來通過技術(shù)突破，如果能夠形成“車電分離”的商業(yè)模式就能夠?qū)λ郊臆嚥扇〖袚Q電與單獨(dú)售賃。有助于突破傳統(tǒng)能源汽車換電繁瑣、耗時(shí)費(fèi)力的情況，免除車主對電池狀態(tài)與保養(yǎng)的后顧之憂。不僅在續(xù)航里程方面有所提升，同時(shí)也能夠以更加靈活的電池租賃與售賣等方式為消費(fèi)者讓利。讓消費(fèi)者在響應(yīng)國家“能耗雙控”、“減排環(huán)?！闭叩耐瑫r(shí)能夠以更加實(shí)惠的價(jià)格開上便捷安心的新能源汽車。從長遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo)來看，新能源汽車的換電模式發(fā)展雖然具有一定的困難和阻力，但隨著國家政策的支持與更多企業(yè)的參與，不久后換電技術(shù)一定會迎來蓬勃發(fā)展的新局面。

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