新能源汽车换电行业专题之：换电车辆发展趋势解析
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十余年商业探索，开启换电新篇章。新能源电动汽车换电模式是指将电动汽车已 经亏电的动力电池从车身取出并更换容量饱和的动力电池，亏电电池重新存储到 换电站中进行充电，是相较于充电模式而言的一种电能供给模式。新能源汽车换 电的发展历程在技术、政策和商业模式的相互交织作用下，可被归纳为试水、探 索和成长三个阶段。21 世纪初，国内外就已经开展新能源汽车换电模式的尝试， 但因受限于政策环境、技术水平、成本因素和市场规模而没有得到大规模推广；随着换电技术的进步、电站建设成本的降低和换电标准的完善，蔚来、北汽新能 源等车企开始加大换电模式的研发与实践。
换电模式的发展与相关产业政策推动息息相关。在新能源汽车市场快速扩张的背 景下，换电模式凭借其在电池统一管理、梯次利用、可再生利用等领域的发展潜 力进入大众视野；而在“后补贴时代”，市场又亟需降低整车成本，于是换电模 式所支持的裸车售卖、电池租赁等商业模式成为市场热点。一系列旨在推广车电 分离的宏观政策的出台以及主管部门对车电分离法规、电池标准等实际问题的响 应，标志着我国新能源汽车换电模式从“充电为主、换电为辅”切换到“充换电 并行发展”。现有政策强调充电与换电都是新能源汽车补充能量的方式，二者互 补而不对立；以市场为导向，通过支持配套基础设施建设助力完善充换电技术标 准和管理制度。我们预期未来将会有更多城市出台更多政策细则，助力换电模式 进一步推广。
突破新能源车发展瓶颈，良性生态多方受益
电站端：新能源汽车充电设施建设相对滞后，为换电模式带来机遇。根据中汽 协和公安部数据，2022 年我国新能源汽车产销分别完成 705.8 万辆和 688.7 万 辆，同比分别增长 96.9%和 93.4%，渗透率达到 33.8%。新能源汽车保有量为 1310 万辆，同比增长 67.13%。与此同时，充电桩、充电站等基础设施的建设数 量远远低于新能源汽车保有量，难以满足用户充电需求。新能源汽车市场已经从 政策驱动转向市场拉动的新发展阶段，然而补能基础设施仍是重要的限制因素， 这为换电模式打开广阔市场空间。
用户端：换电模式解决续航焦虑，提升用户使用体验。中汽研调研数据显示，在 新能源汽车产品关注度方面，消费者最关注安全性和电池技术性能；在电池技术 性能方面，纯电动消费者满意度最低的指标当属续航里程和充电时长。当前新能 源车续航里程焦虑背后的根源在于充电便利性差，只有通过改善补能体验才能提 高用户满意度和信心。与充电时间动辄数小时的充电模式相比，采用换电模式的 电动汽车换电时间仅不到 5 分钟，与传统燃油汽车加油时间相当；换电模式大大 缩短补能等待时间，针对充电频率较高的应用场景，大幅提高新能源汽车的使用 效率。此外，换电站采用自动化换电技术，由工作人员控制机器设备完成电池更 换，驾驶员无需下车即可完成换电过程，免去繁琐的手动操作。
车企端：换电模式提升整车能效，降低销售成本和终端价格。新能源车企可以 减少电池的搭载量，通过降低车重提高整车能效。同时，电池更换模式实现车辆 与电池分开销售，降低车企销售成本和后期电池维护保修成本。同级别纯电动汽 车成本比燃油车成本高出约 30%，而动力电池占电动汽车初始购车成本的 40%左 右，消费者需要为其没有完全使用全部寿命的电池买单；车电分离的模式将部分 初始购置成本分摊到每月作为电池租赁费用，凸显电动汽车相对于燃油车的购置 成本优势。
电网端：换电模式通过削峰填谷降低用电成本，具备储能功能以缓解电网压力。换电站出于成本控制原因，需要有序调整充电时间和充电状态，在夜晚可利用波 谷用电时间以较低的电价为电池充电蓄能，有效减小电网用电负荷、缓解城市用 电压力。由于换电系统由一组电池构成，其本身具备储能能力，除了从电网获取 电力之外，也可以将电力注入电网，平滑净每日电力需求曲线，向整个电力系统 提供调频、负载跟踪等服务。随着工业物联网时代的来临与光伏等新能源发电的 普及，灵活的电力调度策略将成为十分有前景的研究方向：在以微电网为代表的 智能电网中，能量管理系统（EMS)和换电站（BSS)的结合可以实现最佳的能量管 理，有效控制来自不同来源的能量流，无需上游电网干预即可在各终端创造利润；这将优化可再生能源的供需模式，完善能源交易与市场机制。
换电站可以充当虚拟电厂，高效参与削峰填谷。例如蔚来换电站在 2022 年夏天 集体参与合肥市电网调峰。在供电公司统一调度控制下，15 座蔚来换电站集体 参与了合肥市虚拟电厂的电网调峰，1 分钟内，合肥电网累计降低负荷达 1.4 兆 瓦，合肥蔚来换电站单站的平均功率降低约 100 千瓦，每块电池的充电时间仅增 加了约 5 分钟。换电站五天内累计调整电力负荷 8 兆瓦时，相当于为 3000 余户 普通居民家庭省出了实时用电量。在指定的时间参与电网调峰，充当虚拟电厂， 换电站的优势突出。它可以通过专网直联到电网的调度中心，接受电网调度指令， 做到分钟级甚至秒级的功率响应，高效参与调频。此外，换电站在电网电量充足 时还能帮助电网削峰填谷，降低用电成本，让用户获得相应实惠。
电池端：延长电池使用周期，创新梯次利用商业模式。换电模式可利用电池全生 命周期管理模型判断电池的状态，通过统一充电、统一管理延长电池的使用寿命，减少因不规范使用造成的电池损伤。换电技术可以让车辆和动力电池分离，为厂 商提供单独销售和租赁动力电池的可能性。这种创新商业模式将电池产业链多个 环节打通形成闭环，延展电池梯次利用体系，实现电池效益最大化，同时也减少 了电池报废对环境的隐患。
换电与充电两种模式形成互补关系，基于自身特点具有各自的应用场景和客户 基础。换电模式尽管拥有补能方式快捷高效、缓解用户里程焦虑、减轻城市用电 压力、梯次利用闭环管理的优势，但目前还存在建设投入成本过高、电池标准化 难度大等问题。目前换电模式发展仍处于初级阶段，政策体系的完善与成熟技术 的市场推广尚需时日，换电模式在特定场景下的发展应用将成为充电模式的补充。从用电的角度看，充电和换电方式的使用成本差异有限，换电势必会在广阔的补 能市场中占有一席之地，但并不会取代充电：在私家车领域，公共充电桩、私家 充电桩和换电站将共同满足车主的需求，而在强调时间效率的出租车、网约车、 重卡车等商用领域，换电站的优势则得到凸显。
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