目前，電動汽車電能供給方案主要分為直流大電流充電、交流慢充方式、電池更換方式及無線充電四種方式。中國工程院院士陳清泉曾在其《雙碳目標(biāo)下充換電發(fā)展機遇》主題演講中提到：
傳統(tǒng)充電方式充電時間長、受環(huán)境溫度影響較大，而大功率快速充電會加速電池組的老化，降低電池安全性。而采用電池組更換方式的電動汽車在補能時間、電池使用率、采購成本等方面具有顯著優(yōu)勢。整體來說，換電模式既符合推動電動汽車模式創(chuàng)新的要求，又能解決純電動汽車在普及過程中的難點問題，為用戶的綠色智慧出行帶來全新的選擇，具有可觀的社會效益，因此，換電模式的純電動乘用車在換電站普及之后將會被廣泛應(yīng)用于市場。那純電動汽車換電方案具體有哪些優(yōu)勢？有哪些分類？面臨哪些機遇與挑戰(zhàn)？本文將詳細(xì)為大家分享。什么是換電？新能源汽車換電模式指的是利用集中式充電站集中存儲、集中充電、統(tǒng)一配送大量電池，并在電池配送站內(nèi)對新能源汽車進行電池更換，換電模式是一種的新能源汽車快速補電方式，采用更換電池的方式快速為新能源汽車補電，新能源汽車換電模式集電池充電、物流調(diào)配和換電功能于一體。
換電的六大優(yōu)勢1. 安全性更有保障采用換電模式的電池組，能夠得到及時的體檢和維護，基于電池組最優(yōu)的呵護，專業(yè)人員監(jiān)督過程，充電更安全，因此電動汽車也可更安全地行駛。2. 運營效率高采用換電模式的電動汽車從低電量到滿電，3分鐘即可完成快速補能，有效解決里程焦慮，符合傳統(tǒng)燃油補給方式。而對于直流快充模式，則需要1小時。對于站點的單量而言，同等時間內(nèi)，換電站可以服務(wù)更多的電動汽車。3. 資源利用率高同等能力下，換電站的資源利用率約為快充站的3倍，且不會因為電池升級而造成浪費。對場地也沒有限制，可以實現(xiàn)快速部署。4. 電池壽命長相關(guān)研究表明，采用換電方案的電池壽命約為快充模式的2~4倍。5. 對電網(wǎng)沖擊小換電所需功率是同等服務(wù)能力快充的1/4，負(fù)荷波動較小，對電網(wǎng)的沖擊小。6. 商業(yè)運營模式可持續(xù)換電站背景下，可催生車電分離商業(yè)模式，從出租車到私家車，實現(xiàn)梯度利用。以“車、電”分離的換電業(yè)務(wù)生態(tài)模式為例，該生態(tài)圈參與方式眾多，將上下游相關(guān)企業(yè)緊密地聯(lián)系起來，共同提取動力電池的全壽命周期的價值。
換電站服務(wù)方式換電站的功能同樣類似于加油站，主要安裝在公共區(qū)域，為一種或多種型號的電動汽車提供換電服務(wù)。按照功能的不同，換電站有不同的服務(wù)方式，常見的換電方式包括：底盤垂直、底盤側(cè)方、分箱換電三種方式；自動化形式包括：手動、半自動及全自動換電；電池包形式分為整包和分箱兩種。換電方式主要應(yīng)用在商業(yè)運營車及私家乘用車。(1) 底盤垂直換電方式，也叫垂直對插式換電電池組通常安裝在車輛底盤，電池隱蔽性較好，安全性較高，但需要導(dǎo)正，換電站需要3個方向的自由度，蔚來、特斯拉換電相對復(fù)雜，成本較高。(2) 底盤側(cè)方換電方式，也叫平行對插式換電電池以框架形式固定，電池安裝穩(wěn)固，電氣連接可靠。電池的防護性依賴整車底盤的防護，密封性不易保證，需手動進行對正，操作工藝流程難以形成規(guī)范，換電時間較長。(3)分箱方式，也叫端面式換電沒有導(dǎo)向的軸孔，換電時行程較短，接合區(qū)域密，相應(yīng)的車輛預(yù)留的換電位置和電池安裝空間更?。恢饕侩姵剀嚭蛙嚿砩喜寮慕雍厦娼雍线M行對正，插件本身制造精度較高，插件較復(fù)雜，成本較高。
換電站產(chǎn)業(yè)鏈
上游：換電設(shè)備。電池企業(yè)和換電設(shè)備生產(chǎn)商，分別負(fù)責(zé)提供對應(yīng)應(yīng)用范圍的動力電池和換電站設(shè)備。
中游：換電運營商和電池銀行。換電站建設(shè)和運營商，負(fù)責(zé)換電站的搭建和運營，面向市場提供換電服務(wù)。根據(jù)中國充電聯(lián)盟，目前我國換電站運營企業(yè)主要有奧動新能源、蔚來、杭州伯坦科技等。
下游：應(yīng)用場景。私家車、出租車、公交車、短途重卡均可以作為換電的應(yīng)用場景，并且大多場景已經(jīng)開始逐步落地。
機遇與挑戰(zhàn)近兩年新能源汽車銷量跨越式增長的趨勢，一方面對充電基礎(chǔ)實施建設(shè)提出了更高的要求，另一方面也為換電模式創(chuàng)造了發(fā)展空間；并且隨著新能源汽車相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展，車電分離模式逐漸成熟（BaaS 模式或?qū)⒊蔀橹髁鳎少I可租可換的換電模式應(yīng)該會得到越來越多的消費者的認(rèn)可；再加上政策和資本的推動，換電領(lǐng)域正面臨著前所未有的發(fā)展機遇，將進入加速發(fā)展階段。不過換電模式仍然面臨著一些痛點，一是換電站建站成本高，包括用地、換電設(shè)備、電池儲備等，單個換電站建站成本約 400 至 600 萬，屬于典型重資產(chǎn)項目；二是短期內(nèi)換電站利用率可能不高，目前換電剛需市場主要是營運類乘用車和商用車，而私家車短期內(nèi)滲透率仍較低，需要進一步發(fā)力，并且后期運營成本也比較高，因此短期內(nèi)較難盈利；三是換電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)亟需統(tǒng)一，雖然目前各方已經(jīng)在共同努力，但實際可能仍然道阻且長；四是配套服務(wù)和政策需要進一步完善，包括車電分離模式下，電池保險以及車輛事故責(zé)任劃分等。
