从被质疑到争先入局，风口的“换电模式”有哪些机遇和挑战？
“换电模式”的春天似乎来了。最近一下子有了很多关于它的利好消息：从政策看，四部委联合发布《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》和政府工作报告中对换电站建设和换电车型补贴有了支持；而电动汽车换电模式首个基础通用国家标准也于近日发布，并从今年11月1日起正式实施。
从企业动态看，换电领域龙头企业奥动新能源加速布局市场，2021年-2025年将建设10000个以上20秒极速换电站，打造满足1000万辆以上新能源汽车换电补能服务的多品牌车型共享换电平台。而主机厂也是动作频频，除了早期布局的蔚来、北汽新能源外，吉利、长城、上汽荣威也积极参与，近期又多了爱驰、哪吒、力帆科技等新玩家。
遥想当年，主流论调纠结于拿地成本、布局难度、服务能力、通用性等问题时，奥动、蔚来们冒着多大的质疑艰难前行；而如今“车电分离”的换电模式逐渐从边缘走向C位，一跃至风口后又面临哪些机遇和挑战？
从可查的资料记载，最早在21世纪初，以色列的Better Place公司已经开始研发换电技术，其先与以色列政府合作投资6亿美金建设38个换电站和少量充电桩后，又先后和丹麦、澳大利亚、加拿大、日本等国合作，大力推行换电服务。但最终在2013年5月，在巨额成本和极低回报率面前，这家公司还是倒闭了。而后特斯拉也展示了其90s完成换电的技术，不过同样受制于各种因素最终宣告放弃。
但事实上，我国有一家公司开始换电业务并不比这家公司晚，如果算上今年，它们已经研究了21年时间换电模式，被称为“换电张”的企业创始人去年有句名言令人振聋发聩：“我做换电20年，把换电做到了20s。”这家公司就是奥动新能源，如今换电领域的龙头企业，而它的前身是北京电巴，再前身则是兰州的开创科技。
北京奥运会期间北京电巴提供公交车换电服务
他们从2000年开始筹备，2006年做电动大巴的快速换电，后来实现乘用车的大规模换电运营。而后与蔚来、北汽新能源等车企合作，技术和范围不断升级，目前在TO B的出租车换电市场做到最大。而TO C做得最好的也就是蔚来。
国家电网最初为海马普力马EV配备的换电站
同时，这十几年中国企也积极加入进来，国家电网从2006年就开始尝试，在2010年开发完成中国首台可上牌的纯电动轿车，并完成了基础换电技术的储备，发展了一套标准箱换电的技术，还首次提出并验证了“车电分离、里程计费”的模式。
这些年的摸索尝试，国内企业已经在技术、商业模式、渠道建设、市场增容等方面做得逐渐成熟，形成了一定的规模。也正是这些内容的成长，才让国家在现阶段对换电产业再次重视，并作为未来大力发展方向。
不管是中国企业还是外国企业，在当时做换电是极具前瞻性的，那么目的是什么呢？就是在当时电池续航极低、技术发展进度慢的背景下想要解决纯电动车用电的刚需。汽车换电技术其实分为两种，一种是单次换电，简单讲就是一辆车电池衰减到一定程度后更换一块新电池；而本文所谈及的换电其实指的都是多次快换电池业务。
快换电池技术，是指可以在新能源汽车使用的任意时间段，通过特定的装置短时间内快速更换动力电池，与燃油车的加油过程类似，使汽车可以继续以足够的续航里程行驶，快换电池技术相比于单次换电技术更加高效、灵活、机动，可以真正解决行驶过程中电量耗尽的问题。其实换电模式的优势很明显：
一．缩短补能时间，大幅提高效率
目前新能源车补能基本以充电为主，而针对我国私人车位比例较低的现状，其实有相当一部分新能源车主都选择公共充电桩的直流快充桩补能，另外一部分选择交流慢充桩补能。目前常见的快充桩的最大充电功率在120kW，算上SOC80%以后的涓流充电，一辆电池容量在70度电的纯电动车充满电最快也要1个小时左右，更不用说充电时间数个小时的慢充桩。而换电目前将时长控制在2分钟，而出租车换电的奥动新能源目前的4.0版本换电技术已经做到了20秒完成换电。
二．延长电池寿命
目前很多没有个人充电条件的车主基本都选择快充方式补能，但短时间内过大的电压和电流还是会降低电池的还原能力、加速衰减，缩短电池寿命。而换电站会储备多块动力电池，可以使用慢充对电池充电，用充满的电池进行更换。另外每次换电操作后都需要对电池进行检测和保养，以确保电池的正常使用，客观上减少了对动力电池的损伤和容量的衰减，延长电池的使用寿命。
三．解决续航焦虑
换电站其实就是燃油车时代的加油站，只要网点够多，其实车辆本身续航能力的差异就会被缩小。比如你开的燃油车可能不太会介意它能跑600km还是700km，因为加油很方便。而换电站未来发展的愿景也是希望能够像燃油车时代一样，补能时间甚至还要小于加油时间，真正解决续航焦虑而不是一味提高续航里程或充电速度。
四．车电分离，降低购车成本，提升电池利用率
这一点在蔚来已经实现了初步的成功，蔚来创始人、董事长、首席执行官李斌说：租电池用户的比例已经超过买电池的了，现在已经有55%以上的用户选择电池租用的模式。车电分离的形式不仅降低了购车成本，还提高了电池利用率，将电池作为社会资源去整体调动充分利用才是更好的方式。
诚然换电模式从长远看前景很光明，但从发展之初到现在也有一些还未解决的弊病。
一．网点少，支持车型少，普及率仍需提高
换电技术虽然近期发展较快，但由于投入成本巨大、产业链整合难度高等因素，入局的企业虽然越来越多，但大部分还没有动起来，换电汽车数量占比新能源车总数还是偏低。数据显示，截至2021年5月中旬，国家平台中接入的电池快换车辆数为15.59万辆，比2019年增长超过30%，其中私人乘用车约7.88万辆，占到总数的近一半。但其实这其中绝大部分的换电车辆还是出租车和网约车，比如目前奥动新能源主要做出租车换电业务，而针对普通私人车主的都是定向品牌的，比如蔚来这类高端品牌，所以对普通新能源车的覆盖能力目前有限。
二．底盘结构松散，增加安全隐患
目前快换电池主要包括3种方式：垂直对插式、侧面对插式、平行对插式。轿车、SUV等小型车辆采用的是垂直对插式或平行对插式，动力电池组布置在底盘或后备箱，客车、卡车等大型车辆采用的侧面对插式，动力电池组布置在侧面。
由于换电技术要求车辆的动力电池要在短时间内更换完毕，车辆的底盘考虑到可快速拆卸的动力电池，不会像普通新能源汽车的动力电池完全固定封死在底盘，而是将底盘结构进行针对性改造，以方便动力电池的拆卸和安装，相对于封闭底盘更加松散，同时坚固性和耐久性不可避免地出现一定程度的下降，出现碰撞事故的情况下车辆损失比其他固定安装动力电池的车型更加严重，驾乘人员的安全不能得到充分保障。
除了使底盘结构安全性下降之外，换电技术还会影响动力电池本身的放置结构，由于需要频繁快速拆卸和安装，动力电池组无法完全紧密固定在底盘，会有间隙存在，整体结构松散，导致电池组在行驶过程中出现松动等状况，稳定性下降，在发生碰撞时易造成损坏，在车辆停止时同样会造成事故。
三．成本高企，规模化优势尚轻
换电技术需要生产企业对车辆底盘、动力电池、车身结构等方面进行重新设计，与传统充电方式相比差别较大。持续投入的研发成本也不可小视。同时，换电站除了换电业务外，还需要对电池进行充电、检测、保养等，加之目前换电站还无法实现智能汽车充电桩的无人自助操作，需要单独组建专业团队进行运营，建设成本和人力成本骤增，单个换电站的成本虽然已经从最初的800万到现在的100万，但依旧是不小的负担。
此前特斯拉也是由于评估其换电业务投入产出比太高才放弃这个路线的。确实，蔚来也在很长一段时间处于亏损状态，不遗余力地投入在换电服务体系建设上是需要很大的精力。这个情况发展到2021年其实已经有一定情况的好转，龙头企业奥动新能源董事长表示：建一个站，有100辆车我就挣钱，甚至超过60辆，3~4年就会盈亏平衡，之后就盈利了。但这是龙头企业经营20年的成果，主机厂单独建站面临的问题还会更多。
目前换电模式还是以TO B为主，TO C为辅的局面，以奥动为首的TO B领域正在逐渐地将电动出租车换电业务铺开，以蔚来为首的TO C领域在高端电动车换电上以优质服务为核心，反哺企业品牌建设。它们二者前者像安卓，后者像苹果，二者有部分融合，但也有区别。
以奥动4.0版本换电站为例，换电速度从原来的5分钟到现在的20秒，建站成本没有太多提升，但电池数量和周转速度提高，占地仅200平米，4小时可完成搭建，可高效服务1000辆营运车辆。最重要的是，可实现多车企多车型的兼容。
从技术上看，目前奥动已拥有超过2000项全球换电专利；从今年起将持续加大换电核心专利上的投入，每年将有1000项新增专利申报，以确保奥动在换电技术上的持续领先。布局上，奥动将建设10000个以上20秒极速换电站，与中石化的合作是个好的开始，打造满足1000万辆以上新能源汽车换电补能服务的多品牌车型共享换电平台。而这个进程也将从TO B逐渐走向TO C。
而蔚来目前也发布了第二代换电站，最大服务能力从换电120次/天提升到312次/天，储备电池数量从5块到13块，电容量从320KVA到现在的250KVA，从3个标准车位换为4个，换电时间在2-3分钟，对于蔚来车主来说服务体验肯定一级棒，但目前仍是小众的高端化服务，因为作为单一主机厂而言它并未和其他车企车型实现通用。
所以未来换电模式大规模发展还要在几方面改善，一个是标准化的建立，如何让更多的车企和车型实现统一的电池共享；二是集约型的换电站建设如何更集成化、智能化；三是车电分离的商业模式进一步推广，才能让更多的新能源车加入换电阵营，四是如何缩小投入产出比差距，进一步让换电站点密集化。
不管未来趋势如何走向，充电和换电并非站在对立面，仍可以协同发展。在国家政策的大力支持下头部企业还将把换电模式带向下一阶段，希望未来更多私人新能源车主能享受到像加油一样便捷的补能服务。