新能源換電模式發展前景到底如何？
續航短、充電慢是新能源汽車兩大痛點。而換電模式給新能源市場續航問題的解決提供了一個新的方案。如今，在政策春風的帶動下，換電領域不再只有蔚來汽車，造車新勢力、電池公司等紛紛入局。繼今年9月16日首座換電站落戶重慶後，10月18日，吉利科技集團第二座換電站也正式在山東濟南投入運營。你是否看好換掉模式？未來換電的模式的發展前景如何？
既然要講換電模式的前景，那麼首先需要分析一下換電模式的優劣勢，以及影響其發展的因素。
優勢
首先，毫無疑問，換電模式最大的優勢就是快
即使是超級快充，大多數電動車充滿電池的時間往往都要一個小時以上，從20%充到80%也需要半個小時左右，以100kWh容量的電池為例，目前峰值充電功率最大（250kW）的特斯拉V3超級充電樁從10%-90%也需要約45分鐘，即使只看20%-80%的時間仍要29分鐘。（數據根據42號車庫實測結果按電池容量換算而來，不一定完全準確，但可作為大致參考）。
而換電只需要3-5分鐘即可完成整塊電池的更換，並且與充電不同的是，換電後得到的電池可以是100%充滿的，在同樣電池容量下，換電模式相比充電可以用更短的時間獲取更長的續使里程。
此外，換電的時間不會受電池容量大小的影響，無論電池多大，換電的時間基本上都是差不多的，但是在同樣的充電條件下，電池容量越大充電的時間也就會越長。
其次，相比充電，換電對車位沒有要求，可以保留原有燃油車的使用習慣
由於我國多層與高層住宅佔比較高，再加上前些年汽車保有量低的時候許多小區的車位配比非常低，這就導致許多在城市生活的消費者沒有固定車位，甚至不少人連固定的停車區域都沒有，每天晚上能停在哪裡完全看緣分。
那麼在這種情況下，顯然有許多人無法享受電動車私樁充電的便利，甚至成為了一部分人抨擊電動車及國家對電動車補貼政策的理由，認為是新能源車都是「有車位的富人們的第二輛車」，
而換電模式則在一定程度上緩解了這一問題，由於換電模式可以保留原有燃油車的使用習慣，因此當換電站密度足夠大時，沒有私樁不會讓使用使用電動汽車的體驗大幅度降低，至少不會比原有開燃油車更不爽。
換電模式可按需選擇電池，更適合車電分離方案，利於廢舊電池的梯次利用，並可對電池進行售後升級
換電模式只是限制了電池的尺寸，並沒有限制電池的容量，因此理論上只要電池的邊界條件和介面相同，車輛可以根據實際需求來選擇合適的電池。舉個栗子，如果這輛車的主要用途是日常通勤，那麼車主只要購買或者長期租用能量密度比較低的電池，以節約使用成本；而如果臨時需要出趟遠門，可以去換電站短期租用一塊能量密度高的電池。
那麼這樣一來，實施車電分離的方案就小了很多，可以降低裸車售價，進一步拉低純電動汽車的購車門檻（當然，車電分離方案會使得平時的使用成本有所增加）。並且當車電分離方案普及到一定程度時，會有大量的動力電池的產權是不屬於車主的，而是歸屬於各汽車公司或能源公司，那麼當這些電池的各項指標不再滿足電動汽車的需求時，可以很方便的對這些電池進行再利用，比如可以給對能量密度要求不高的電動自行車、基站儲能電池、風/光/水電站的儲能電池使用。而且當動力電池的階梯回收成規模後，動力電池的成本可以進一步下降到600元/kWh以下。
最後，換電模式還可以很方便的對動力電池進行售後升級，實現硬體的快速迭代，延長整車使用時間。
劣勢
換電需要特地去換電站
我之前在下面這篇回答中對比過電動車與燃油車的使用習慣，其中提到燃油車每次加油都需要額外花費10-30分鐘的時間（這個時間包含了繞路去加油站、等待、加油、付款的時間），那麼跟加油類似體驗的換電其實總時間花費也需要這麼久，並且由於目前換電站的密度遠低於加油站，特意去換電所需要的時間可能會更長。
在未來，電動汽車充電會像燃油車加油一樣方便嗎？?www.zhihu.com
寫到這裡可能有朋友會有疑問，你前面不是說換電比充電快嘛，這會兒怎麼又說換電耗時長了？其實這兩者並不矛盾，單論補能的過程肯定是換電比充電快，但由於充電並不一定需要特意找地方，所以如果是在目的地（家、公司、商場、機場、賓館……等有長時間停車需求的場所）進行充電的話，雖然充電可能需要兩三個小時甚至更長，但是因為我本來就要把車停在這裡，所以真正特意花費的時間可能只有插槍和付款的幾分鐘。
換電模式兼容性差，僅限於同品牌甚至部分車型之間，會導致重複建設的現象
以目前的技術來看，換電模式的技術條件一般只支持同一尺寸、同一安裝方法的電池在同一個工位進行換電（長安新能源換電站據稱理論上可以兼容7家車企，但實際上如何操作並未透露，並且這7家車企中許多電動車目前都不支持換電）。
而在整車開發過程中，動力電池的尺寸是電動汽車平台中極為關鍵的限制條件，所以不同品牌之間、同品牌的不同平台之間（比如A級車和C級車大多數情況下都不會出自同平台）的電池外形尺寸和安裝方法都很難做到統一。這就導致換電模式的兼容性比較差，此時如果換電站是由品牌方來建設，則每個換電的品牌都要建設自己的換電站網路；而如果由第三方來建設，那麼每個換電站也可能需要針對不同的品牌布置不同的工位，都會在一定程度上存在重複建設的現象。
換電模式基礎設施投入大，實際成本比充電高
前面提到了換電模式的兼容性差，如果由品牌方建設換電網路，那麼首先在基礎設施建設方面，這就會是一筆非常巨大的費用，許多品牌並不一定能夠承受。如果說換電站的建設可以通過第三方運營來減少投入，那麼下面這項支出則無法避免。
這就是每個換電站都需要的備用電池，目前蔚來是每個換電站配5塊備用電池，但已經出現了經常需要排隊的情況了，後續隨著純電動車的保有量持續上升，換電的速度加快，每個工位可能需要配備10-20塊電池才能應對日常需求，這也是一筆非常巨大的費用。
基礎設施建設的費用+備用電池的成本+租金+管理成本+電費=最終的換電成本，這就勢必會導致換電的成本高於充電。在沒有品牌補貼的情況下，人們是否願意為了便捷去承擔更高的費用還是有待時間檢驗的。
影響換電模式發展的因素
影響換電模式發展最大的因素有兩個，一個是充電樁的密度，另一個則是快充的速度。這兩個因素中，充電樁的密度與換電模式在城市內的發展前景密切相關，而快充的速度則與換電模式在高速公路的發展前景相關。
如果某個區域車位充足，且充電樁密度足夠高，那麼這個區域內的電動汽車車主僅靠充電基本上就可以滿足日常出行的需求，並且很有可能還比換電方便；但如果某個區域內車位非常緊張，或充電樁的密度很低，那麼這時候如果電動車已經普及到一定程度，那麼必然有很大一部分的電動車主無法享受便捷的充電體驗，此時換電模式就可以凸顯出其優勢。
同樣在高速公路也是，如果某天快充樁能夠發展到5分鐘可以補充50kWh的電量（即平均功率600kW，相對應的峰值功率可能需要800kW），那麼充電也可以做到5分鐘提供200-300km左右的續駛里程，此時換電的優勢就不那麼明顯；但如果快充短時間內無法有大幅度提升的話，換電在長距離高速行駛過程中還是由非常大的優勢的。
總結
我對換電模式的態度是總體上還是要以充電作為主要的電動汽車補能方式，換電模式則是在某些場景對充電模式進行補充。
基於上面的結論，我認為下面幾個場景是短期內最適合大規模建設換電站的：
- 車位緊張的城市中心區域。因為充電樁的建設必須依附於停車場，因此當某個區域的車位過於緊張時，其充電條件必然也不會充裕，需要換電模式來緩解這一問題；
- 網約車、計程車等運營車輛。由於運營車輛每日行駛里程較長，且閑置時間少，停車充電的機會成本較高，因此更適合補能時間短的換電模式；
- 高速公路沿途服務區。由於電動汽車高速行駛的耗電量經常會達到20kWh/100km以上，且目前的快充樁對於高速出行來說功率還不夠高，因此在這種情況下換電模式是一個不錯的選擇。
除此以外，無論未來換電模式發展如何，對於電動汽車本身，我還是希望能夠有儘可能多的車在設計上預留支持換電的能力。倒不是說要所有品牌都布局換電網路，而是為了更好的實現車電分離、電池升級、電池階梯回收等服務。
我是@三斤哥，一個新能源、變速箱、智能網聯都有涉足的汽車主機廠工程師。有興趣的朋友可以關注我，我會從汽車工程師的角度給大家分享相關知識、解讀熱點問題。
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換電的爭議一直很大。我的觀點是不看好，至少家用車範疇而言，不看好。
我的觀點：換電模式是充電模式的補充，無法成為主力。且只能在商用車和豪華車市場會有較好的應用和體驗。
換電雖然解決了用戶側的充電效率問題，但是換電本身也有諸多難題和缺點，而且，充電慢的本質並沒有解決，換電站依然需要給換下的電池充電。
換電比較明朗的應用場景是商用車，用車強度相對固定、車輛數量相對固定、車型相對固定、運營半徑相對固定。這種場景下，能保證換電的效率和電池利用率。
家用車範疇而言，豪華品牌的可行性更高。
用戶角度：豪車用戶更看重體驗，對換電的費用不敏感。
車企的角度：豪車銷量相對不大，市場佔有率小，單車利潤高。車企在運營換電站的時候，就不需要過多的冗餘電池，運營的各種成本可控。用戶數量不多，換電頻率相對可控，用戶體驗能保證。車型數量少、單車利潤高、用戶對換電價格不敏感，運行換電站的成本壓力就小。
所以，蔚來的換電模式的可行性比北汽的換電模式高多了。
北汽主打平民用車。新能源汽車市場一旦打開，平民車型會極速上量。一個市區內的換電站想具備市區內加油站這樣的運載能力，得準備多少冗餘電池？
假設：某換電站每天換電次數1000次。要知道，這1000次可不是平攤到每個小時，而是有明顯的高峰時段。換電高峰會集中在若干小時內。
這就需要換電站有多個換電車位；每個車位配備相關人員；需要大量的冗餘電池，電池的管理、存儲難度大；短期內換下的大量電池要儘快充電，對換電站的電力負載要求很高。
同時，這個單日換電數是沒有規律的，會忽多忽少。也就是說，換電車輛很容易突破換電站的「即時」換電能力，換電的使用體驗會極速下降。換電模式會變成充電模式，大量車輛排隊等待。同時，進入換電淡季，就意味著大量的電池擱置，利用率下降，大量的人員閑置，增加運營成本。
如果單日換電用戶進一步增加，為了服務好增加的用戶，換電站的電池成本、人員成本、管理成本、電力成本等極速增加。同時，管理運營難度也極速增加，還有，安全隱患也會極速增加：大量的電池頻繁裝卸、轉運、充電，都大大增加了電池出故障的幾率，大量的電池集中存儲，也是巨大安全隱患。
分享一個數學模型，感興趣的可以深入了解一下。
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也就是說，換電模式註定只能「輕」運營模式，想達到加油站這樣運載能力，目前來看，前景並不明朗，也無必要。
還有，動力電池現在沒有統一規格，各個品牌甚至同品牌不同車型的電池包都不相同。換電若想普及，就得各個品牌重複建設換電站。電池包統一規格，至少目前來看，根本沒有任何可行性也沒有任何進展。
此外，充電樁勢力是不願意看到換電模式有所發展的，兩者是競爭關係。要知道，一個城市內加油站之所以數量有限，一方面是因為城市規劃，另一方面，是因為輸油管沒法鋪的到處都是。可是，電線可以！
在換電站的覆蓋範圍內大量的鋪設充電樁，是充電樁企業最直接的競爭手段，且在這個競爭過程中，充電樁一方佔據著主動，畢竟，每個能停車的地方都裝上充電樁，本來就是充電樁企業的建設目標。
換電模式除了需要克服自身的缺陷外，還需要和充電樁進行市場競爭，資本的角逐，從來都是血雨腥風。
還有，充電樁的使用更貼近家用車的使用強度和應用場景。反正，如果我家樓下的停車位上都有充電樁的話，我是不會專門跑幾公里去換電的，哪怕充滿電需要六七個小時。除非，換電站就在我家樓下，然而，這不可能。
十年前曾被車企拋棄的換電模式，如今又成為車企追捧的香餑餑。
除了北汽新能源與蔚來，2020年，吉利、一汽、上汽、東風等企業先後入局，「換電陣營」持續壯大。
換電模式復燃的邏輯，幾乎全部指向了電池技術短板。有激進觀點認為，換電模式是一種妥協——用商業模式去彌補電池技術短板。
想了解更多可以看看這篇文章《被拋棄的換電，為什麼又火了？》
被拋棄的換電，為什麼又火了？?mp.weixin.qq.com先立個 Flag，我認為換電模式最終必然走不通。蔚來現在是騎虎難下，現在還跟進的車企要麼就是為了騙保，要麼就等著血賠吧。
理由很簡單：
第一、電池的尺寸無法規範化，且不說不同車企之間無法統一，就是對於那些車型橫跨幾個級別的車企來說，假如支持換電意味著它們必須在每個換電站同時為多個車型備N塊電池，成本、安全性、佔地面積都是直線上升的。
第二、已經開始換電的企業，將背負著一個巨大的負擔，那就是必須按照電池的尺寸來設計車型，你看蔚來，轎車做的比有些SUV還大，是單純為了乘員空間，還是為了遷就電池尺寸不得不如此？
第三、已經開始換電的企業，未來當電池密度進一步升級後，將面臨一個非常尷尬的局面，它沒辦法把舊車型的電池改小，而如果按照舊車型的電池尺寸設計新電池，將意味著超大的電池容量，大家不要覺得超大電池容量帶來超長續航是多麼大的優勢，首先你根本用不了那麼長的續航，除非打算去西伯利亞跑長途，一般來說，時速120可以有600公里左右的續航已經足夠了，更多的續航里程其實是浪費的。跑高速連續跑500公里就應該休息了，疲勞駕駛對自己對其他車主都是不負責任的（我現在的車工況500公里，跑高速大概360公里左右休息一次，利用休息的時間正好充電，時間基本不耽誤）。其次超大電池容量意味著超長的充電時間，對換電站將是一個巨大的挑戰，是無限擴建增加更多的備用電池呢，還是讓換電車主排隊等待換電站電池慢慢充電呢？假如是前者，這個投入又是一個無底洞。假如是後者，這和我跑去充電有啥區別？
第四、如前所述，續航達到一定里程，再增加的邊際效益非常低，未來更可能突破的應該是充電時間的縮短，當充電時間縮短到15分鐘可以充600公里的續航時，換電的時間優勢就變得非常小了，而成本劣勢將被進一步放大。充電時間一旦突破到5分鐘可以充600公里續航，換電的末日就來了。
雖然這是趨勢。但目前換電資金及營運網路還比較不夠。這塊做起來還是需要一段時間。建議先學習新能源電池技術知識
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