換電、快充，誰才是新能源車續(xù)航最優(yōu)解？

文 悟能

充電焦慮是電動汽車誕生以來一直存在的一個痛點，也是電動汽車普及的主要障礙。而目前解決充電焦慮有兩條路徑：一個是換電，一個是快充。“依靠上述兩種手段，電動汽車充電能夠像油車拿槍加油的輕松時代，已經(jīng)離我們不遠了?！苯雌囇邪l(fā)中心工程師王鑫認為。

換電政策風不停吹：換電車型補貼不受30萬元限制

2020年，換電站和充電基礎(chǔ)設(shè)施并列進入政府工作報告。同年7月，換電模式下的車輛與電池分開銷售也被松綁，購車者可選擇只購買車輛而租用電池。這意味著“車電分離”法律上的障礙已被掃清。

為了配合鼓勵換電模式，財政部等四部委2020年聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知》中，明確提出支持鼓勵“車電分離”的換電模式：換電車型不受售價30萬元以下（含30萬元）的上限限制。

工信部對申報《道路機動車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》（第333批）的車輛公示中，首次出現(xiàn)“換電型純電動多用途乘用車”的表述，公告其他部分標注“車電分離”字樣。工信部隨后頻頻調(diào)研，并召開座談會，研討聽取換電模式推廣中的主要困難。在此基礎(chǔ)上，工信部于2021年10月發(fā)布通知，組織開展換電模式試點，11個城市入圍，多家乘用車企業(yè)布局換電，完成換電車型公告。

就是在這次試點啟動時，工信部明確鼓勵企業(yè)設(shè)立電池資產(chǎn)管理公司，提升動力電池全生命周期利用效率。工信部還鼓勵地方出臺換電車輛應(yīng)用支持政策，研究出臺適合換電模式發(fā)展的金融保險產(chǎn)品。

換電風潮再起

站在產(chǎn)業(yè)鏈角度，換電戰(zhàn)局中，手握資源的市場主體至少有六類，多樣而復雜。

首先是設(shè)備生產(chǎn)商。A股換電相關(guān)上市公司包括協(xié)鑫能科、翰川智能、博眾精工、山東威達和科大智能等。其中，山東威達是換電急先鋒蔚來的供應(yīng)商，其余幾家目前“兼職”做換電。

電池廠商也加入戰(zhàn)局。公開報道顯示，寧德時代2021年12月24日與貴州省政府簽署合作建設(shè)換電網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；2022年1月15日，寧德時代發(fā)出《能量，換出來》海報，預示著其在換電領(lǐng)域或有大動作。

第三類是獨立換電運營商。奧動新能源等參與換電業(yè)務(wù)的運營方，已經(jīng)在此領(lǐng)域深耕將近20年。

第四類是主機廠商，也就是生產(chǎn)整車的車企，其中以蔚來、北汽為代表態(tài)度積極而堅決。

換電涉及到場地審批和相關(guān)配套，中石化、中石油具有天然優(yōu)勢，兩者在全國擁有的加油站超過5萬座，自然不愿丟掉這樣的“地利”優(yōu)勢。除去與多家企業(yè)合作外，中國石化董事長、黨組書記張玉卓透露，中國石化正加快從傳統(tǒng)油品向“油氣氫電非”綜合能源服務(wù)轉(zhuǎn)型，注重發(fā)展換電站等業(yè)務(wù)，“十四五”期間規(guī)劃布局5000座充換電站?！傲硪煌坝汀辈桓事浜?。2021年，中國石油首座二代充換電站在陜西咸陽揭牌投入運營，在重慶與長安新能源等合作建成首個“加油+換電”綜合能源補給站。

換電領(lǐng)域中，手握電力資源的第六類市場主體——國家電網(wǎng)，入局換電領(lǐng)域不可謂不早，但過程頗為曲折。早在電動汽車起步階段的2006年，國家電網(wǎng)就組織充換電設(shè)施研發(fā)，2007年便提出換電為主的商業(yè)模式。5年后，國家電網(wǎng)改“換電為主”為“引導換電”，主攻快充，并允許社會資本同臺合作競爭。雖經(jīng)巨大轉(zhuǎn)變，國家電網(wǎng)投資建設(shè)的充換電站迄今已經(jīng)超過1萬座，其中換電站到2014年已達數(shù)百個。

2021年4月，國家電力投資集團宣布，到2025年，公司計劃新增總投資規(guī)模1150億元，推廣重卡20萬臺，新增投資持有換電站4000座；吉利科技集團計劃到2025年在全球運營5000座智能換電站；中國石化計劃2025年前建設(shè)5000座充換電站；蔚來要在2025年建成4000個換電站；寧德時代與貴州省政府于2021年12月簽署協(xié)議共建換電網(wǎng)絡(luò)……

根據(jù)目前各家公布的計劃，除去合作重復數(shù)據(jù)，據(jù)不完全統(tǒng)計，到2025年國內(nèi)的新建換電站至少超過2萬座。市場預計對應(yīng)的運營市場規(guī)模將達2631億元，換電站設(shè)備市場則達到693億元。

換電技術(shù)已無障礙

如果從2006年算起，換電從提出至今，已過去15個年頭，除去以服務(wù)自家車主為主的蔚來汽車和主攻運營車輛（To B）的奧動新能源等企業(yè)，市場上鮮有企業(yè)讓人眼前一亮。

那么，什么是換電？換電的本質(zhì)又是什么？換電是指車企在設(shè)計車型時留出可更換的電池空間，以便車主進入市場后根據(jù)需求更換電池補充能量，或者因電池衰減升級電池。

這種將“車電分離”的模式優(yōu)勢明顯。相比快充，換電在補能效率上擁有壓倒性的優(yōu)勢。目前大多數(shù)換電時間可以控制在5分鐘以內(nèi)，最慢的不超過10分鐘，奧動新能源最新的第四代換電站已經(jīng)實現(xiàn)全流程1分鐘，換電過程只需要20秒，車輛即換即走，車主的體驗就像燃油車加油一樣方便，甚至更快。

決定換電效率的還有換電站的電池存量。從第一代換電站發(fā)展至今，電池存量從當初的5塊到8塊電池包，到現(xiàn)在的20塊甚至30塊，旗艦換電站存量更多。以乘用車為例，按照目前更換一塊電池包計算，蔚來汽車的第一代換電站可存儲5塊電池，設(shè)計服務(wù)能力每天72次，實際運營中最高可達120次。如果存量電池達到30塊，實際運營上限可達720次。

除了補能效率外，換電站運營方在電池管理維護方面比一般車主更加專業(yè)，免除了車主在維護電池方面的耗時和精力成本。

與傳統(tǒng)加油站相比，換電站占地更小，土地利用效率更高。北汽新能源同樣將面向社會實現(xiàn)開放共享。在車電價值分離的商業(yè)模式下，建設(shè)一座換電站只需4小時，設(shè)備占地面積僅為67.5平方米，不足5個車位的面積，每日最多能服務(wù)私家車300輛。這相當于在5個車位上建起一座75層高的停車充電塔，對土地和配電資源的利用率非常高。另外，專家指出，與快充相比，換電因為能將充電時間分解，所以對電網(wǎng)沖擊較小，基本不會造成電網(wǎng)維穩(wěn)的額外成本。

城區(qū)短途出行，補充能量的方式較多，充電樁和換電并行。但車主一旦出城遠行，高速公路上的換電站更能提供所需的能量補充，只要換電站的布點合理，未來長短途能量補充的需求用換電模式基本都可以解決。

另外，在換電模式下，整車被分為車體和電池兩部分，車體出售，電池可買斷可租賃，在一定程度上可降低購車門檻。王鑫認為，換電的本質(zhì)是一種商業(yè)模式，技術(shù)在其中扮演的角色并不像快充那么重要，或者說目前的技術(shù)手段已經(jīng)可以滿足換電所需。“市面上大多車主以換一塊電池為主，哪怕以后出現(xiàn)更換多塊電池的模式，技術(shù)上也沒有多少障礙?！蓖貊握f。

換電為何難見順風：重資產(chǎn)運營壓力大

建設(shè)一座換電站成本不低，至少是同等規(guī)?？斐湔镜膬杀?。一個電池充足、裝備齊全、規(guī)模相當?shù)膿Q電站，包括地價在內(nèi)，可能需要上千萬元。

據(jù)計算，蔚來第一代充電站的啟動成本約為40萬元，而這只涵蓋了前期的施工、報批、引電三項。如果再加上員工成本、場租、電耗等成本，一個占地3個車位大小、儲備5塊電池的換電站，成本至少以百萬計。

奧動新能源汽車科技有限公司品牌與公共事務(wù)中心總經(jīng)理黃春華同時表示，在換電站建設(shè)運營過程中，與電費相比，電池是一塊更大的成本支出。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，目前市場上常見的容量為60千瓦時的動力電池，成本約為8萬元到9萬元，按一個換電站平均需要8塊儲備電池計算，僅電池開支就將需要60萬元到70萬元。

“我們鋪下去地基了，但是收益周期很漫長，不是兩三年能看到的，一般要四五年才能看到收益?！秉S春華說，自己生產(chǎn)、投放運營設(shè)備、不斷開設(shè)新的換電站，資產(chǎn)壓力非常重。

蔚來在全國布局超過700座換電站，在不計土地租金、人工成本且不考慮設(shè)備折舊、維修等費用的情況下，單個換電站建設(shè)成本約為200萬元，三年僅在換電上投入的資金至少14億元。王鑫認為，蔚來汽車是為了給自己單一品牌車型運作提供增值服務(wù)，加之其旗下品牌市場保有量有限，約為20萬輛，換電站資金投入基本可控。

奧動新能源在廣州新建的4.0版本大旗艦站，擁有60塊電池存量，另需電力增容和線纜鋪設(shè)，再加上租金等費用，基本投入要上千萬元。因此，奧動新能源不全做旗艦站，還選擇了中小型規(guī)模的換電站。

黃春華坦承：“我們的確重資產(chǎn)運營，資金壓力大?！毕啾戎髁o C端的乘用車輛換電站，運營車輛和重卡相對穩(wěn)定，目前入局的公司經(jīng)過三年的精耕，可以基本達到營收持平或者盈利。

奧動新能源企業(yè)發(fā)展副總裁蘭志波指出，中國有150萬出租車，如果按照70%計算，100萬輛車保守就需要1萬個換電站?！八郊臆嚮蛘叱擞密囕v補能頻率不高，一周只需要換電兩次，C端10輛車才抵過1輛出租車的流轉(zhuǎn)量。”蘭志波說。

換電站成本投入過大，也曾讓早期入局換電市場的國家電網(wǎng)猶豫不決。杭州伯坦科技工程有限公司總工程師王鋒表示，最初財政部將換電項目資金撥進了當時的國家電網(wǎng)，然后由后者實施。2011年后，國家電網(wǎng)因為看不到可能的投資回報，便調(diào)整換電方向。

“你做換電站也好，做充電樁也罷，這都是一個巨量的基礎(chǔ)設(shè)施的投資。”王鋒說道，基礎(chǔ)設(shè)施的收益都來源于用戶，但當時根本不知道用戶在哪里，個人購買電動汽車的太少。因此，國家電網(wǎng)當時認為換電這個事干不成。

補貼大潮中換電曾風雨飄搖

行業(yè)標準出臺前，換電領(lǐng)域經(jīng)歷了復雜而戲劇性的博弈。

新能源汽車補貼政策實施初期，車企等各方市場主體不愿涉足換電領(lǐng)域。王鋒說，初期補貼分為兩種，一種按電里程計算，另一種按照電量計算，物流車最高時1度電可補貼1800元，分為國家補貼和地方補貼，比例為1:1?！爱敃r只要把電池組裝上車、車上路，企業(yè)就能拿到補貼，沒人去干換電，并不是換電技術(shù)不好?！蓖蹁h表示。

在這種情況下，“車電分離”的提出充滿重重阻力。不過，2019年發(fā)生的三起電動汽車充電著火事故，加速了換電政策的明晰化，“車電分離”正式登上舞臺?！埃?019年）五一節(jié)前，連著三天燒了三輛車，還是代表行業(yè)最高技術(shù)的三個品牌?！蓖蹁h說，這使事情從技術(shù)問題轉(zhuǎn)變成行業(yè)問題。

2019年五一前夕，工信部下發(fā)緊急通知，召開會議研究如何杜絕車輛充電時發(fā)生安全事故?！熬褪窃谶@次會議上，‘車電分離’被提出來了，這是整個換電模式推廣中的一個轉(zhuǎn)折點，管理層首先考慮的是安全。”王鋒表示。

工信部提出推廣換電模式，加上新能源汽車補貼開始退坡后，各市場主體的態(tài)度才慢慢發(fā)生轉(zhuǎn)變。此后，各方均有利益訴求，針對換電行業(yè)標準的博弈第一次展開。

換電行業(yè)最大的阻力來自車企。原來國家為了防止騙補，將車和電池打包一體補貼?！氨热缫惠v比亞迪的車，電池壞了，你給他換一個寧德時代的電池上去是不行的，這屬于違規(guī)行為。即便車企同意授權(quán)更換電池包，可一旦發(fā)生事故，在責任劃分上就會出現(xiàn)問題。王鑫解釋道，發(fā)生事故時電池廠家和車企各說各話，產(chǎn)生糾紛，這也降低了車企推出換電車型的意愿，車企更加謹慎。這些因素阻礙了車廠對換電的積極性。

車企不太愿意進入換電領(lǐng)域，還有一個說不出來的原因：折扣。以前汽車廠采購成品油都會享受折扣，而電池廠家的讓利卻不多。

從技術(shù)層面上，車企采用換電車型意愿不強：換電車型結(jié)構(gòu)，因涉及電池廠家和車企，車電密合度遠不如一家廠家主導，因此會多占用空間。“它多占了空間，會影響車企車型的續(xù)航能力?！蓖貊握f。當然，車企對車型的個性化追求也將受到影響。

另一個大問題是：換電模式下，電池互換的合規(guī)問題，也就是說采用誰的電池標準。各個電池生產(chǎn)廠家都希望自己的標準占國家標準或者行業(yè)標準更多，“研發(fā)投入那么多錢，改掉很麻煩。”王鑫表示，標準背后的博弈，其實是利益之爭。

2021年，在換電模式提出20年后，全國性標準《電動乘用車共享換電站建設(shè)規(guī)范》才剛剛發(fā)布。這個團體標準，對車輛生產(chǎn)制造到換電流程、換電站設(shè)施等全產(chǎn)業(yè)鏈如何統(tǒng)一給出量化范圍，試圖打通換電共享痛點。

按照計劃，共享換電站分三步走：第一步，實現(xiàn)機械鎖止和解鎖機構(gòu)、更換平臺、搬運設(shè)備、安全防護設(shè)施、車輛識別系統(tǒng)、電池包存放貨架、電力系統(tǒng)、充電機、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的共享。第二步，隨著參與換電模式的企業(yè)群壯大，共享換電站實現(xiàn)車型平臺共享。第三步，共享換電站實現(xiàn)電池包平臺和電池模塊的共享。

因為上述標準是團體標準，不具有強制性，行業(yè)主體自愿采用。王鋒解釋，換電站屬于市場行為比較大的領(lǐng)域，不宜采用強制標準。團體標準制定后的唯一好處是：為行業(yè)標準出臺鋪路，為換電行業(yè)指明了方向。

全國標準推進緩慢，原因是哪家都不想放棄自己的東西。不過，王鋒指出，團體標準畢竟出臺了，這是一個政策信號，“它的政策傾向性大于它的實用性”。

換電快充風云對決：短期內(nèi)沒有贏家

相對于換電路線，另一種技術(shù)路線備受關(guān)注，它就是超快充。許多車企想用超快充比肩加油，而且這也是車企主攻的技術(shù)方向。

電動汽車快充已經(jīng)成為各家企業(yè)的主攻方向，也成了賣點。比如，小鵬汽車宣布的下一代產(chǎn)品5分鐘充電可續(xù)航200公里，長城汽車首款車型充電10分鐘續(xù)航增加401公里，廣汽集團的快充技術(shù)，性能與小鵬、長城相當。電池企業(yè)寧德時代研制的電池包充電15分鐘就可以行駛400公里，最長續(xù)航可達1000公里。

目前，市面上有兩種充電模式，一種是慢充，另一種是快充。當充電樁功率超過一定數(shù)值后，就是快充。超快充的數(shù)據(jù)更高，同樣是70千瓦時的電池，若以300千瓦功率充電，理論上15分鐘以內(nèi)就能充滿。

快充目前有兩種技術(shù)線路，一種是上述的增壓手段，國內(nèi)廠家大多采用這種方法實現(xiàn)快充；另一種是增流手段，特斯拉采用的就是600安快充技術(shù)。

充電樁核心是充電模塊，快充要求高電壓和大電流，而電流過大會使充電線纜重量增加，考慮到線纜散熱和過重設(shè)備不易搬運，車企多采用高電壓快充。

“增流并非好的方案，對電池散熱、熱管理、單件的一致性要求非常高。”國內(nèi)一家頭部車企的工程師說到，增壓是市場方向，但要解決高壓擊穿問題，所關(guān)聯(lián)的元器件都必須在慢充基礎(chǔ)上升級。實現(xiàn)快充，電池和車輛電壓平臺要與電樁適配。快充是電池激烈使用場景。激烈使用場景下，出現(xiàn)問題的概率大增，最常見的就是電池熱失控起火。

另外，快充的前提是大功率，需要國家電網(wǎng)同步升級設(shè)備，為諸如800伏快充等提供穩(wěn)定的電網(wǎng)供應(yīng)。電網(wǎng)最擔心出現(xiàn)大的波動，如果峰值峰谷差值太大，便會導致局部電網(wǎng)斷電。假設(shè)15分鐘充滿60度電或80度電，功率達到240千瓦或320千瓦，意味著一根充電樁的功率要接近一棟居民樓，會沖擊局部電網(wǎng)。為了保證電網(wǎng)穩(wěn)定，投入又將增加。

快充適合緊急補能場景，比如高速公路服務(wù)區(qū)。但在服務(wù)區(qū)建快充電樁，需要安裝變壓器，配置專門容量，成本遠比城市公共慢充充電樁要高很多。同時，快充電樁的利用率反而比城市公共慢充電樁低。

“一正一反”之后，很少有車企能夠承受成本壓力。車企目前推廣快充，一般會將快充與慢充充電樁混合搭建，以便能夠靈活調(diào)配；另外，還有廠家會為快充配備儲能電池，以減輕電網(wǎng)壓力。

除去上述成本壓力，快充還有很多環(huán)節(jié)需要投入更多成本?？斐渖婕半姵?、電樁和一系列設(shè)備。普通慢充樁價格在幾百元到上千元不等，快充樁約為一萬元?？斐鋵﹄姵匾蟾?，電池成本隨之提升，一般比常規(guī)電池至少高出20%。另外，快充影響電池壽命，其中的折損計入后，成本又會增加。車輛平臺電壓提高后，電池管理系統(tǒng)成本也會增加。

此外，快充高壓條件下車上電池包、電驅(qū)動、PTC（正溫度系數(shù)熱敏電阻）、空調(diào)等都需重新適配，對供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)提出新的挑戰(zhàn)。因此，快充真正落地，不僅需要車、電池、充電樁三方聯(lián)動，還需要整個產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同共進。

短期內(nèi)，快充是否會出現(xiàn)顛覆性的技術(shù)突破？比如，可在常規(guī)電壓下實現(xiàn)安全短時的快充？王鑫認為，換電和快充將長期并存，都不具有一個路線碾壓另一個路線的時機。“從管理層面說，換電也好，充電也罷，這只是技術(shù)路線本身的問題?！蓖貊畏Q，管理層不會選邊站隊，就是想用逐漸增加的規(guī)?；?，倒逼標準化和技術(shù)突破，這種思路比10年前更加清晰。

中國加油站規(guī)范用了10年才完成。對換電的規(guī)范推進速度也不能給予過高的期望。按照預測，2022年電動汽車整車銷售量將達到500萬輛，隨著保有量的增加，補能需求將會劇增。王鋒認為，這種態(tài)勢將倒逼換電和快充市場加速。