黄春华：换电与“新四化”融合助力“双碳”战略

　　一、 新能源汽车推广与能源补给相辅相成

　　近几年，随着新技术、新理念、新模式、新材料的发展与应用，全球产业链迎来新一代变革浪潮。汽车产业因覆盖上下游成千上万个软硬件、零部件以及自身在产业链及消费市场的影响力，成为此次变革浪潮中最为重要的产业角色之一。电动化、共享化、智能化、网联化这“新四化”，已经成为全球公认的汽车产业变革方向。

　　汽车产业从消耗化石能源转向绿色低碳的电力能源；从人们拥有汽车逐步转向享受汽车共享模式下的出行服务；从传统的车内软硬件体验转向智能“驾驶舱”的科技应用；从独立的行驶工具转向与云端连接互动的数据终端。“新四化”正引导汽车转型，沿着这4个方向发展和创新。

　　经过10多年的发展，中国已经成为全球最大的新能源汽车生产和消费国，在汽车“新四化”领域取得了举世瞩目的成绩。与此同时，也正在从新能源汽车制造大国，向新能源汽车制造、消费、生态服务强国迈进。

　　推广新能源汽车，摆在全球各国政府、车企、能源服务商、消费者面前的首要问题是“解决新能源补给”。和其他能源相比，只有电力是来源途径广泛且获取较为便捷的能源，除了传统的煤电，还有水电、风电、热电、光电等。而且电动汽车在行驶过程中碳排放几乎为零，再加上私人电动汽车70％以上在夜间补电，能够有效减少电网负荷并起到“削峰填谷”的低碳储能功效。因此，来源多元化、相对供应量大、使用便捷、碳排放低等因素，使电力成为新能源汽车的首选能源。

　　对于新能源汽车用户来说，获取便捷、高效、经济的电力能源补给尤为重要。如果能有效解决让用户补能像加油一样方便、让补能用时和等待时间更短、让车辆购买成本和能源补给成本大大低于燃油车等一系列问题，将进一步加快新能源汽车的推广。换电模式能够较好地解决这些问题，因而开始站上“风口”。

　　2021年10月，工信部启动新能源汽车换电试点工作，首批11个试点城市名单出炉，换电模式在社会层面、市场层面、资本层面引发极大关注。近期，海南、重庆、长春、武汉等试点城市分别推出乘用车、商用车换电的相关配套政策，以便于更好地推广换电模式。

　　根据中国汽车工业协会的统计，今年5月，我国新能源汽车销量为44.7万辆，市场渗透率达到24％；1～5月，新能源汽车销量突破200万辆，同比增长1.1倍。新能源汽车产销量的快速增长，为换电模式发展提供了坚实的基础，换电站建设也迎来发展关键期。反过来看，换电让新能源汽车补给方式更多元化，让用户使用新能源汽车更便捷，也有助于推动新能源汽车销量的增长。

　　二、 换电模式已历经20年探索与实践

　　所谓换电模式，就是新能源汽车采用底盘或侧向式动力电池包适配换电技术，可自动装卸，通过换电站换下虚电量的电池包，迅速换上已经充满电的电池包。简而言之，车辆的备用电池包在换电站集中充电，再通过换电机器人快速更换满电电池包，达到及时补能的效果。

　　其实，中国早在20多年前就开始了换电模式的探索。2000年，电巴新能源（即奥动新能源的前身）成立，并于2005年在兰州建立了世界上第一座大巴换电站。2008年北京奥运会、2010年上海世博会、2010年广州亚运会期间，都使用过换电大巴进行人员接驳。但受到当时的电池、技术、模式等客观条件制约，只是通过这类国家重大活动进行换电项目的初步探索。2010～2015年间，国家电网、许继电气等也曾经进军过换电领域，但是都没有取得明显成果。对于各行各业来说，超前的理念、领先的技术、崭新的模式，往往需要行业发展大势与用户应用场景两者紧密结合，才能起到“天时地利人和”的效果。

　　换电模式真正迎来发展契机，是2016年北汽新能源与奥动新能源合作，推出“十城千站擎天柱计划”，针对电动出租车市场开启乘用车换电模式。在区域市场内，出租车车型相对统一，出租车司机需要“多拉快跑”。如果采用传统的充电模式，补能时间太长，耽误司机拉活挣钱，再加上当时电池续驶里程普遍在200～300公里之间，空调等配置也比较耗电，司机不得不频繁补电。相比之下，换电出租车在每天的营运时间内可节省1.5～3小时的补能时间，因此受到司机的普遍欢迎。有了北京的经验，其后厦门、昆明、广州、兰州等城市出租车领域也开始规模化推广换电模式。

　　正是因为有了北汽新能源的示范作用，从2018年开始，蔚来、广汽埃安、上汽乘用车、长安新能源、一汽红旗、一汽奔腾、东风日产、吉利等国内主流车企开始在部分车型上采用“动力电池底盘换电技术”。比如，蔚来汽车于2018年为其ES8车型推出换电服务，新的补能方式提供了差异化营销与服务，受到用户的认可；2020年，蔚来又推出电池租用服务（BaaS）方案，车电分离降低了消费者的初始购车门槛，并有效缓解续驶里程焦虑。与此同时，在商用车领域，徐工、上汽红岩、三一重工、华菱汽车、北汽福田等企业也开发了“动力电池背吊换电技术”的重卡车型。

　　换电运营商方面，除了较早进入的奥动新能源、伯坦科技，如今宁德时代、协鑫能科等企业也开始涉足换电领域。笔者认为，换电运营企业想要做好做大，需具备四方面能力：一是拥有领先的换电技术与专利；二是与主流车企之间进行紧密的技术协同和车型适配开发合作；三是对电池的运营、维护、安全管理有丰富的经验；四是有多个城市长期规模化的运营实践与能力。

　　三、 换电模式助推新能源汽车产业高质量发展

　　换电模式从一开始就紧紧围绕新能源汽车产业而诞生，又在发展中相互促进前行，助推新能源汽车产业高质量发展。归纳起来看，换电模式有四大优势。

　　1．延长电池寿命。换电模式下，动力电池在恒温、恒湿的充电舱内统一倍率集中充电，能很好地维护电池的SOH（健康度）、SOC（续驶里程）。同时，在寒区或冬季，能够迅速给车辆提供满电电池，不用担心电池遇冷充不上电的问题。

　　2．补能高效。比起充电需要1～2个小时，换电全程仅需1～3分钟，大大节省了用户补能时间和等待时间。

　　3．提升电池安全性。在换电模式下，动力电池会回到充电舱，换电站后台与车企打通电池包的数据，能够及时分析电池状态、排除电池故障，做到不触发、提前判、快撤离的安全管理，大大降低了因为动力电池热失控造成的车辆燃烧和安全损失。

　　4．“车电分离”降低消费者的购车门槛。消费者只需购买无动力车身，再根据不同的出行场景租赁不同规格和电量的动力电池，既能降低购车成本，又可以提升使用电池的灵活性。同时，车企也无需为解决消费者的续驶里程焦虑而不断加大电池包容量，减少了成本。此外，换电也有利于电池及时报废与回收梯次应用，大大节约了社会成本、降低了环保风险。

　　笔者认为，换电模式将加速汽车电动化进程，让补能在不同应用场景下“可充、可换、可升级”，变得更多元和高效、便捷、安全。通过换电，将“车电分离”从单一的金融属性变成了物理实现，通过“电池银行”实现电池共享和流通，也消除了消费者对电池性能衰减和电动车二手车残值的焦虑。

　　笔者曾与多家车企相关负责人交流，很多人认为，随着动力电池逐渐成为标准化的可流通“能量块”，接下来新能源汽车产业的竞争不再只是比拼动力电池的续驶里程，而是车企之间围绕用户打造核心竞争力，包括车身内外设计、智能驾驶舱、网联化个性化创新与应用、用户服务与体验等。

　　未来无人驾驶的出现，将让人们享受共享化的用车服务、电池服务，而不再需要购买车辆和电池。新能源汽车将通过智能化无人驾驶，在夜间电力波谷时段自动来到换电站换电。相关的车辆数据、电池数据、换电站数据，可通过网联化得以打通。因此，在完整的用户体验协同链上，换电模式与汽车“新四化”必将深度融合。

　　四、 换电高效助力国家“双碳”战略

　　有研究数据表明，汽车碳排放占我国交通领域碳排放80％以上，占全社会碳排放7.5％左右。2020年，汽车使用阶段碳排放约7.2亿吨，约占汽车碳排放的九成。传统燃油车保有量大、使用化石能源，是造成使用阶段碳排放高的主要因素。而换电模式与充电模式结合，能进一步加速汽车电动化。按照新能源汽车年渗透率25％计算，每年能够累计节能减排2亿至5亿吨。

　　1．换电模式将加快提升新能源汽车渗透率。换电模式具有补能高效、降低购车成本、能有效缓解充电焦虑等优点，更易被消费者接受。预计到2030年，我国新能源汽车销量将达到1570万辆，“可充、可换、可升级”将成为中国新能源补给的主流模式。

　　2．换电模式的推广将助力动力电池标准化。目前，不同车企之间动力电池包差异较大，尺寸规格不同、造型不同、BMS（通讯协议）不同、电芯电量布置不同等，导致每家整车厂甚至每款车的动力电池都相对独立与封闭。中国机动车保有量已高达3.2亿辆，如果每辆车的动力电池成为“标准能量块”（电力资源载体），从封闭属性变成开放属性，从独立属性变成社会化属性，那么中国的能源战略储备将会迎来全新格局。换电模式自从2021年被写入政府工作报告以后，得到政府主管部门和不少地方政府的扶持与推广。车企、能源企业、第三方运营企业等也不断进入这一领域，进行规模化实践。换电模式的广泛应用，对电池的标准化和流通性提出了“关键需求”。只有解决了标准化问题，才能使电池资产成为社会公共资产。目前，主流车企的新能源车型下一代平台，已经开始推动电池包标准化工作。比如某主流车企正推出多个品牌、十几款车型使用统一电池包，电池规格与尺寸一致，打通BMS通讯协议，同一规格下有不同电量电池，便于用户选择使用。这种统一平台、统一电池包的模式，让补电方式更灵活。当然，为了提升用户体验，还需建设与运营更多换电站，相信电池标准化将推动换电模式进一步发展。

　　3．换电模式将有效推动废旧电池回收利用。2021年，工信部印发了《“十四五”工业绿色发展规划》，废旧动力电池回收利用首次被写进国家五年发展规划，并且提出“到2025年，建成较为完善的动力电池回收利用体系”。经动力电池回收与梯次利用联盟测算，2022年我国动力电池退役量为35万吨，2027年将达到240万吨。换电模式能够为动力电池从源头到拆解的“端到端”有效管理、追踪、回收提供可行路径，有利于环境保护，助力新能源汽车产业可持续发展。

　　4．换电模式将推动新型储能应用和协同电网低碳化。换电站本身就是分布式储能站。2022年6月7日，国家发改委、国家能源局发布《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》，指出要建立完善适应储能参与的市场机制，鼓励新型储能自主选择参与电力市场。换电站作为新型储能站，可以独立储能参与电力交易。只要发挥换电站的技术和运营特点，波谷储能将协助电网智能化和低碳化。

　　综上所述，换电模式与汽车“新四化”深度融合，将立足新能源汽车产业生态，高效助力国家“双碳”战略，换出一片蓝天。

　　（作者黄春华系奥动新能源汽车科技有限公司总裁助理）