新能源换电模式发展前景到底如何？
续航短、充电慢是新能源汽车两大痛点。而换电模式给新能源市场续航问题的解决提供了一个新的方案。如今，在政策春风的带动下，换电领域不再只有蔚来汽车，造车新势力、电池公司等纷纷入局。继今年9月16日首座换电站落户重庆后，10月18日，吉利科技集团第二座换电站也正式在山东济南投入运营。你是否看好换掉模式？未来换电的模式的发展前景如何？
既然要讲换电模式的前景，那么首先需要分析一下换电模式的优劣势，以及影响其发展的因素。
优势
首先，毫无疑问，换电模式最大的优势就是快
即使是超级快充，大多数电动车充满电池的时间往往都要一个小时以上，从20%充到80%也需要半个小时左右，以100kWh容量的电池为例，目前峰值充电功率最大（250kW）的特斯拉V3超级充电桩从10%-90%也需要约45分钟，即使只看20%-80%的时间仍要29分钟。（数据根据42号车库实测结果按电池容量换算而来，不一定完全准确，但可作为大致参考）。
而换电只需要3-5分钟即可完成整块电池的更换，并且与充电不同的是，换电后得到的电池可以是100%充满的，在同样电池容量下，换电模式相比充电可以用更短的时间获取更长的续使里程。
此外，换电的时间不会受电池容量大小的影响，无论电池多大，换电的时间基本上都是差不多的，但是在同样的充电条件下，电池容量越大充电的时间也就会越长。
其次，相比充电，换电对车位没有要求，可以保留原有燃油车的使用习惯
由于我国多层与高层住宅占比较高，再加上前些年汽车保有量低的时候许多小区的车位配比非常低，这就导致许多在城市生活的消费者没有固定车位，甚至不少人连固定的停车区域都没有，每天晚上能停在哪里完全看缘分。
那么在这种情况下，显然有许多人无法享受电动车私桩充电的便利，甚至成为了一部分人抨击电动车及国家对电动车补贴政策的理由，认为是新能源车都是「有车位的富人们的第二辆车」，
而换电模式则在一定程度上缓解了这一问题，由于换电模式可以保留原有燃油车的使用习惯，因此当换电站密度足够大时，没有私桩不会让使用使用电动汽车的体验大幅度降低，至少不会比原有开燃油车更不爽。
换电模式可按需选择电池，更适合车电分离方案，利于废旧电池的梯次利用，并可对电池进行售后升级
换电模式只是限制了电池的尺寸，并没有限制电池的容量，因此理论上只要电池的边界条件和介面相同，车辆可以根据实际需求来选择合适的电池。举个栗子，如果这辆车的主要用途是日常通勤，那么车主只要购买或者长期租用能量密度比较低的电池，以节约使用成本；而如果临时需要出趟远门，可以去换电站短期租用一块能量密度高的电池。
那么这样一来，实施车电分离的方案就小了很多，可以降低裸车售价，进一步拉低纯电动汽车的购车门槛（当然，车电分离方案会使得平时的使用成本有所增加）。并且当车电分离方案普及到一定程度时，会有大量的动力电池的产权是不属于车主的，而是归属于各汽车公司或能源公司，那么当这些电池的各项指标不再满足电动汽车的需求时，可以很方便的对这些电池进行再利用，比如可以给对能量密度要求不高的电动自行车、基站储能电池、风/光/水电站的储能电池使用。而且当动力电池的阶梯回收成规模后，动力电池的成本可以进一步下降到600元/kWh以下。
最后，换电模式还可以很方便的对动力电池进行售后升级，实现硬体的快速迭代，延长整车使用时间。
劣势
换电需要特地去换电站
我之前在下面这篇回答中对比过电动车与燃油车的使用习惯，其中提到燃油车每次加油都需要额外花费10-30分钟的时间（这个时间包含了绕路去加油站、等待、加油、付款的时间），那么跟加油类似体验的换电其实总时间花费也需要这么久，并且由于目前换电站的密度远低于加油站，特意去换电所需要的时间可能会更长。
在未来，电动汽车充电会像燃油车加油一样方便吗？?www.zhihu.com
写到这里可能有朋友会有疑问，你前面不是说换电比充电快嘛，这会儿怎么又说换电耗时长了？其实这两者并不矛盾，单论补能的过程肯定是换电比充电快，但由于充电并不一定需要特意找地方，所以如果是在目的地（家、公司、商场、机场、宾馆……等有长时间停车需求的场所）进行充电的话，虽然充电可能需要两三个小时甚至更长，但是因为我本来就要把车停在这里，所以真正特意花费的时间可能只有插枪和付款的几分钟。
换电模式兼容性差，仅限于同品牌甚至部分车型之间，会导致重复建设的现象
以目前的技术来看，换电模式的技术条件一般只支持同一尺寸、同一安装方法的电池在同一个工位进行换电（长安新能源换电站据称理论上可以兼容7家车企，但实际上如何操作并未透露，并且这7家车企中许多电动车目前都不支持换电）。
而在整车开发过程中，动力电池的尺寸是电动汽车平台中极为关键的限制条件，所以不同品牌之间、同品牌的不同平台之间（比如A级车和C级车大多数情况下都不会出自同平台）的电池外形尺寸和安装方法都很难做到统一。这就导致换电模式的兼容性比较差，此时如果换电站是由品牌方来建设，则每个换电的品牌都要建设自己的换电站网路；而如果由第三方来建设，那么每个换电站也可能需要针对不同的品牌布置不同的工位，都会在一定程度上存在重复建设的现象。
换电模式基础设施投入大，实际成本比充电高
前面提到了换电模式的兼容性差，如果由品牌方建设换电网路，那么首先在基础设施建设方面，这就会是一笔非常巨大的费用，许多品牌并不一定能够承受。如果说换电站的建设可以通过第三方运营来减少投入，那么下面这项支出则无法避免。
这就是每个换电站都需要的备用电池，目前蔚来是每个换电站配5块备用电池，但已经出现了经常需要排队的情况了，后续随著纯电动车的保有量持续上升，换电的速度加快，每个工位可能需要配备10-20块电池才能应对日常需求，这也是一笔非常巨大的费用。
基础设施建设的费用+备用电池的成本+租金+管理成本+电费=最终的换电成本，这就势必会导致换电的成本高于充电。在没有品牌补贴的情况下，人们是否愿意为了便捷去承担更高的费用还是有待时间检验的。
影响换电模式发展的因素
影响换电模式发展最大的因素有两个，一个是充电桩的密度，另一个则是快充的速度。这两个因素中，充电桩的密度与换电模式在城市内的发展前景密切相关，而快充的速度则与换电模式在高速公路的发展前景相关。
如果某个区域车位充足，且充电桩密度足够高，那么这个区域内的电动汽车车主仅靠充电基本上就可以满足日常出行的需求，并且很有可能还比换电方便；但如果某个区域内车位非常紧张，或充电桩的密度很低，那么这时候如果电动车已经普及到一定程度，那么必然有很大一部分的电动车主无法享受便捷的充电体验，此时换电模式就可以凸显出其优势。
同样在高速公路也是，如果某天快充桩能够发展到5分钟可以补充50kWh的电量（即平均功率600kW，相对应的峰值功率可能需要800kW），那么充电也可以做到5分钟提供200-300km左右的续驶里程，此时换电的优势就不那么明显；但如果快充短时间内无法有大幅度提升的话，换电在长距离高速行驶过程中还是由非常大的优势的。
总结
我对换电模式的态度是总体上还是要以充电作为主要的电动汽车补能方式，换电模式则是在某些场景对充电模式进行补充。
基于上面的结论，我认为下面几个场景是短期内最适合大规模建设换电站的：
- 车位紧张的城市中心区域。因为充电桩的建设必须依附于停车场，因此当某个区域的车位过于紧张时，其充电条件必然也不会充裕，需要换电模式来缓解这一问题；
- 网约车、计程车等运营车辆。由于运营车辆每日行驶里程较长，且闲置时间少，停车充电的机会成本较高，因此更适合补能时间短的换电模式；
- 高速公路沿途服务区。由于电动汽车高速行驶的耗电量经常会达到20kWh/100km以上，且目前的快充桩对于高速出行来说功率还不够高，因此在这种情况下换电模式是一个不错的选择。
除此以外，无论未来换电模式发展如何，对于电动汽车本身，我还是希望能够有尽可能多的车在设计上预留支持换电的能力。倒不是说要所有品牌都布局换电网路，而是为了更好的实现车电分离、电池升级、电池阶梯回收等服务。
我是@三斤哥，一个新能源、变速箱、智能网联都有涉足的汽车主机厂工程师。有兴趣的朋友可以关注我，我会从汽车工程师的角度给大家分享相关知识、解读热点问题。
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换电的争议一直很大。我的观点是不看好，至少家用车范畴而言，不看好。
我的观点：换电模式是充电模式的补充，无法成为主力。且只能在商用车和豪华车市场会有较好的应用和体验。
换电虽然解决了用户侧的充电效率问题，但是换电本身也有诸多难题和缺点，而且，充电慢的本质并没有解决，换电站依然需要给换下的电池充电。
换电比较明朗的应用场景是商用车，用车强度相对固定、车辆数量相对固定、车型相对固定、运营半径相对固定。这种场景下，能保证换电的效率和电池利用率。
家用车范畴而言，豪华品牌的可行性更高。
用户角度：豪车用户更看重体验，对换电的费用不敏感。
车企的角度：豪车销量相对不大，市场占有率小，单车利润高。车企在运营换电站的时候，就不需要过多的冗余电池，运营的各种成本可控。用户数量不多，换电频率相对可控，用户体验能保证。车型数量少、单车利润高、用户对换电价格不敏感，运行换电站的成本压力就小。
所以，蔚来的换电模式的可行性比北汽的换电模式高多了。
北汽主打平民用车。新能源汽车市场一旦打开，平民车型会极速上量。一个市区内的换电站想具备市区内加油站这样的运载能力，得准备多少冗余电池？
假设：某换电站每天换电次数1000次。要知道，这1000次可不是平摊到每个小时，而是有明显的高峰时段。换电高峰会集中在若干小时内。
这就需要换电站有多个换电车位；每个车位配备相关人员；需要大量的冗余电池，电池的管理、存储难度大；短期内换下的大量电池要尽快充电，对换电站的电力负载要求很高。
同时，这个单日换电数是没有规律的，会忽多忽少。也就是说，换电车辆很容易突破换电站的「即时」换电能力，换电的使用体验会极速下降。换电模式会变成充电模式，大量车辆排队等待。同时，进入换电淡季，就意味著大量的电池搁置，利用率下降，大量的人员闲置，增加运营成本。
如果单日换电用户进一步增加，为了服务好增加的用户，换电站的电池成本、人员成本、管理成本、电力成本等极速增加。同时，管理运营难度也极速增加，还有，安全隐患也会极速增加：大量的电池频繁装卸、转运、充电，都大大增加了电池出故障的几率，大量的电池集中存储，也是巨大安全隐患。
分享一个数学模型，感兴趣的可以深入了解一下。
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也就是说，换电模式注定只能「轻」运营模式，想达到加油站这样运载能力，目前来看，前景并不明朗，也无必要。
还有，动力电池现在没有统一规格，各个品牌甚至同品牌不同车型的电池包都不相同。换电若想普及，就得各个品牌重复建设换电站。电池包统一规格，至少目前来看，根本没有任何可行性也没有任何进展。
此外，充电桩势力是不愿意看到换电模式有所发展的，两者是竞争关系。要知道，一个城市内加油站之所以数量有限，一方面是因为城市规划，另一方面，是因为输油管没法铺的到处都是。可是，电线可以！
在换电站的覆盖范围内大量的铺设充电桩，是充电桩企业最直接的竞争手段，且在这个竞争过程中，充电桩一方占据著主动，毕竟，每个能停车的地方都装上充电桩，本来就是充电桩企业的建设目标。
换电模式除了需要克服自身的缺陷外，还需要和充电桩进行市场竞争，资本的角逐，从来都是血雨腥风。
还有，充电桩的使用更贴近家用车的使用强度和应用场景。反正，如果我家楼下的停车位上都有充电桩的话，我是不会专门跑几公里去换电的，哪怕充满电需要六七个小时。除非，换电站就在我家楼下，然而，这不可能。
十年前曾被车企抛弃的换电模式，如今又成为车企追捧的香饽饽。
除了北汽新能源与蔚来，2020年，吉利、一汽、上汽、东风等企业先后入局，「换电阵营」持续壮大。
换电模式复燃的逻辑，几乎全部指向了电池技术短板。有激进观点认为，换电模式是一种妥协——用商业模式去弥补电池技术短板。
想了解更多可以看看这篇文章《被抛弃的换电，为什么又火了？》
被抛弃的换电，为什么又火了？?mp.weixin.qq.com先立个 Flag，我认为换电模式最终必然走不通。蔚来现在是骑虎难下，现在还跟进的车企要么就是为了骗保，要么就等著血赔吧。
理由很简单：
第一、电池的尺寸无法规范化，且不说不同车企之间无法统一，就是对于那些车型横跨几个级别的车企来说，假如支持换电意味著它们必须在每个换电站同时为多个车型备N块电池，成本、安全性、占地面积都是直线上升的。
第二、已经开始换电的企业，将背负著一个巨大的负担，那就是必须按照电池的尺寸来设计车型，你看蔚来，轿车做的比有些SUV还大，是单纯为了乘员空间，还是为了迁就电池尺寸不得不如此？
第三、已经开始换电的企业，未来当电池密度进一步升级后，将面临一个非常尴尬的局面，它没办法把旧车型的电池改小，而如果按照旧车型的电池尺寸设计新电池，将意味著超大的电池容量，大家不要觉得超大电池容量带来超长续航是多么大的优势，首先你根本用不了那么长的续航，除非打算去西伯利亚跑长途，一般来说，时速120可以有600公里左右的续航已经足够了，更多的续航里程其实是浪费的。跑高速连续跑500公里就应该休息了，疲劳驾驶对自己对其他车主都是不负责任的（我现在的车工况500公里，跑高速大概360公里左右休息一次，利用休息的时间正好充电，时间基本不耽误）。其次超大电池容量意味著超长的充电时间，对换电站将是一个巨大的挑战，是无限扩建增加更多的备用电池呢，还是让换电车主排队等待换电站电池慢慢充电呢？假如是前者，这个投入又是一个无底洞。假如是后者，这和我跑去充电有啥区别？
第四、如前所述，续航达到一定里程，再增加的边际效益非常低，未来更可能突破的应该是充电时间的缩短，当充电时间缩短到15分钟可以充600公里的续航时，换电的时间优势就变得非常小了，而成本劣势将被进一步放大。充电时间一旦突破到5分钟可以充600公里续航，换电的末日就来了。
虽然这是趋势。但目前换电资金及营运网路还比较不够。这块做起来还是需要一段时间。建议先学习新能源电池技术知识
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