浅析新能源时代下汽车换电模式的现状及发展

韩耀夫

摘 要：在国家“能耗双控”，可持续发展政策方针的引领下，我国的新能源汽车产业发展如火如荼。目前我国的新能源汽车技术发展日益纯熟，具备了较好的续航性和较强的动力系统。但如今城市化建设过程中，关于电动汽车换电网络的规划建设还较为局限，远不能满足当今数目日趋庞大的新能源汽车的需要。至此，本文结合我国换电模式的现状，对换电技术的发展与应用过程中所存在的问题及对策进行分析。

关键词：新能源汽车 换电模式 问题及对策

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 换电模式现状及问题分析

1.1 我国早期换电模式的局限性分析

新能源汽车近些年随着国家政策的大力推动而迅速发展，现如今各大汽车品牌几乎都推出了新能源、混合动力的汽车款式。电动汽车或是油电混合动力的汽车所具有的优势特点显而易见，主要突出在能源利用率方面和节能减排的环保性能方面。作为我国新兴的战略性产业，新能源汽车的发展态势仍将作为我国今后汽车产业中的重要组成部分。当然，与新能源汽车相配套的能源供給、换电技术的发展也将备受社会各界的广泛关注。

我国早期电动汽车能源补给方式较为单一，往往都是依赖于换电站的充电桩进行定点插充的模式。在早些年新能源汽车的发展还不具备一定的规模，电动汽车在私家车数目中占比较小。反观换电站的建设则需要投入大量的资金和人力物力。在某些大城市，土地资源极其有限。换电站的建设利用率较低并且资金投入回报周期过长，这就导致我国早期的电动汽车换电技术发展尤为受限。另一个方面，早期由于新能源汽车的能源系统、动力系统等等技术发展还并未成熟。新能源汽车生产成本偏高，技术不具有统一的标准规范。高昂的研发制造成本就导致其售价使得大多数普通的私家车主望而却步，并且普通群众面对新兴能源技术的稳定性还持有保留态度。这些原因制约着新能源汽车在大众私家车的市场占有量。在供电电池设计规格与工艺、能源补给方式与技术等等领域各大汽车生产企业独树一帜，所需要的换电模式和要求也不尽相同。这同样对于换电站的技术统一、标准化建设来说一项难题。难以保障不同品牌、不同车型的新能源汽车都能够在换电站进行能源补给。再加上技术与利益等多领域的牵扯，使得我国早期换电技术发展面临重重困难。

1.2 我国换电模式现状分析

随着我国对新能源技术的大力支持和可持续发展战略的深入推进，经过一系列的工艺改革和技术攻坚后，现如今的新能源汽车已经具备了较为成熟可靠的技术支持。随着新能源汽车优势的日益凸显和其价格更加的普适化，新能源汽车越来越受到大众的认可并持续走高占领了更多的私家车市场份额。新能源汽车的蓬勃发展带动了我国换电技术的进步和换电模式的多样化发展。我国的电网公司积极推进新能源政策的落实，在不同省市的管辖区内开展了示范性建设工程。如今我国的换电模式仍处于发展建设阶段，换电模式也逐渐多样化，形成了“换电为主、插充为辅、集中充电、统一配送”运行模式。汽车能源供给更加便捷高效，运行里程更有保障。通过智能电网、物联网和交通网的技术融合，更是实现了换电技术的高度信息化、自动化以及网络化建设。

1.3 换电模式所存在的问题分析

目前我国的换电模式主要分为集中充电模式和充换电模式。集中充电模式首先将大量的能源汽车配电池进行收集储存并进行集中充电，然后再将其进行配送到各个换电站内对电动汽车进行换电服务。这种换电模式具有集中控制的特点，配送站不必具备充电相关设备，也无需接入电网。节省了部分配电设施建设和运行的费用。集中充电的模式充电效率也相对较高，同时具有更好的调配灵活性，能够在一定程度上免于时间和空间的限制。集中充电、统一配送的换电模式局限性也比较明显，首先需要选择合适的地点进行充电站建设。为保障充电效率和满足大批量电池充电的需求，需要依托变电站进行建设，相对建设成本会增加。再者就是需要解决统一配送的物流问题，能源汽车的蓄电池为保障续航往往容量偏大，其体积和重量也相对较高。这对于物流而言也是一个不小的难题。

充换电模式则为依托换电站同时开展电池充电及电池换电的功能。在站内配有充电系统和电池更换系统还能够进行基本的换电维护与检修等服务。这种换电模式不必受限于笨重电池组的配送物流等问题。其缺点主要是对换电站的前期投入建设和日常运营的成本问题。并且为了满足不同功能、类型汽车的充换电需要，换电站则需要配备不同型号的换电电池。由于电池规格缺乏统一性的问题，则又为换电站的建设与运营成本增加了不少的压力。除了上述问题之外，新能源汽车换电的操作安全性和相关设备的维护与责任界定等问题都是换电技术发展所面临的难题。

2 换电模式的发展与对策分析

2.1 优化换电模式的对策分析

为有效解决我国新能源汽车的运行里程和换电续航的问题，进行技术革新、优化换电模式是必经之路。现如今新能源汽车的规模在持续扩大，有市场、有资源对于换电技术的发展来说是首要的前提。近年来，像北汽、蔚来等具有实力的企业已经开始投入资金力量进行换电技术的开拓领跑。在换电技术的高效便捷、安全可靠等层面均有技术突破。其中，为了确保新能源汽车换电的兼容性，制定统一的行业技术标准是非常重要的。具备了统一的换电技术要求，让不同厂家品牌的汽车换电操作能够进行统一，无疑会给我国的换电模式带来极大的便捷。统一后的充电换电方案就会具有更高的普适性，可以因此而降低因不同设备的充电要求所带来了的技术难题。统一化的技术标准也更便于行业监管，充电技术的安全性指标和控制参数也更加清晰明确。逐步形成专业化的技术标准、术语规范和建设规划方案，以及统一的快速换电箱、配电线路和接口、换电功率等技术参数。

频繁更换、运输电池无论对于电池本身还是新能源汽车而言必然会造成一些不确定性的损耗。日久老化后的配电线路与接口也容易诱发安全驾驶隐患，还有换电操作过程的安全性。这些问题仍旧承待解决，最好的办法还是通过联合不同的品牌厂家进行共同研发。实现技术共享和标准统一，这样更有易于提出高度规范的换电操作准则。在换电接口、车体设计和与之相配套的维护保养、故障检修等工作都更容易开展。对日久老化的电池组件和配电线路也便于统一维修和更换，有助于保障车主用车的安全性和稳定性。

无论如何，建设换电站前期的资金投入是不可避免的。这需要联动协作，多方配合。随着国家的政策导向，国家电网、奥动新能源等能源企业为换电站的能源供给、充换电所需基础设施建设带来了强有力的支持。根据城市规模和主要交通干道，选择合适的换电站建设位置能够更加便捷的提供新能源汽车换电服务。同时进一步压缩配送的时间和成本。为加速建设投入成本的回收，实现利益的快速增長。扩大换电服务辐射领域，提高换电效率尤为重要。实现电池换电技术的共享与推广，对于更新换代的电池产品实现迭代兼容并根据就近原则安排物流配送。

2.2 我国换电技术的前景展望

换电模式所具有的便捷高效、节能环保、土地集约的优势特点是不可替代的。尤其在如今能源短缺，环境问题备受关注的时代背景下，我国的换电技术发展与推广是具有重要意义和广阔前景的。

换电技术在公共交通的推广更具有优势和力度，因为统一的公交车、出租车品牌较为集中，型号单一更易于管理。无论是电池、配电线路还是集中充电的设施具有高度的兼容性和统一调配的便捷性。今后换电技术也应聚焦在新能源的私家车的发展与推广。目前我国的新能源汽车大多数都是固定的电池能源组件和动力系统，整车售卖且电池不可拆卸。各个厂家根据不同的车型空间布置需要也会灵活的安置电池组配件的位置。未来通过技术突破，如果能够形成“车电分离”的商业模式就能够对私家车采取集中换电与单独售赁。有助于突破传统能源汽车换电繁琐、耗时费力的情况，免除车主对电池状态与保养的后顾之忧。不仅在续航里程方面有所提升，同时也能够以更加灵活的电池租赁与售卖等方式为消费者让利。让消费者在响应国家“能耗双控”、“减排环保”政策的同时能够以更加实惠的价格开上便捷安心的新能源汽车。从长远的发展目标来看，新能源汽车的换电模式发展虽然具有一定的困难和阻力，但随着国家政策的支持与更多企业的参与，不久后换电技术一定会迎来蓬勃发展的新局面。

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