[ EV知道 行業(yè) ]自從純電汽車推出以來，里程焦慮一直如影隨形。人們不禁想到為什么電動汽車不能如同日用電器一樣通過更換電池來保障運(yùn)行呢？自然而然的，對于電動汽車換電模式的探索近些年來就從未停止。

從Better Place到特斯拉，從國家電網(wǎng)到蔚來汽車，幾經(jīng)波折卻歷久彌新。就在近日，北汽新能源又宣布將在近期啟動面向私人用戶的換電服務(wù)，并率先在北京試點(diǎn)運(yùn)行。

那么為什么如同去加油站加油一樣便捷的使用方式一直處于邊緣，而快充模式則是目前的主流呢？今天我們就來一起聊一聊。

一、換電模式的優(yōu)勢——快捷、高效

1、首先從技術(shù)上來看。目前換電模式實(shí)際應(yīng)用的方案中，一般換電操作實(shí)際耗時為3-5分鐘，這應(yīng)該是換電模式在當(dāng)下相對于快充模式的最大優(yōu)勢。

因?yàn)榭斐淠Ｊ揭_(dá)到這樣的能量補(bǔ)充速率，其充電倍率至少應(yīng)該達(dá)到12C以上，也就是電池組可以以日常放電速率的12倍甚至更高的速率進(jìn)行充電。這對于當(dāng)前的技術(shù)能力來說，無疑是一個巨大的挑戰(zhàn)。

目前嚴(yán)格意義上的入門級快充應(yīng)該是達(dá)到3C以上的充電倍率。但實(shí)際上從大多數(shù)乘用車的宣傳資料中可以看到30分鐘充滿80%就已經(jīng)可以作為快充的噱頭拿出來宣傳了，也就是一般業(yè)界認(rèn)為乘用車的1.6C就可以是入門級快充標(biāo)準(zhǔn)了。

以特斯拉為例，其充電樁名曰超級充電樁，它的充電功率是120kW。按照特斯拉Model S 85D的參數(shù)，232.5Ah、最高403V，其1.6C對應(yīng)最大需求功率為149.9kW。從這里就可以看到，對于長續(xù)航純電動車型，1.6C或者說30分鐘充滿80%已經(jīng)對充電樁構(gòu)成考驗(yàn)。

同時快充樁也面臨著由于充電電流巨大、對電網(wǎng)沖擊較大，布局安裝困難的問題。在私人使用上講，目前的國家標(biāo)準(zhǔn)中是不允許在原來的居民用電網(wǎng)絡(luò)中直接設(shè)置快充樁（充電站）的。1臺快充樁的用電功率就已經(jīng)超出幾十戶居民的用電量（普通居民用電量統(tǒng)計(jì)計(jì)量值在4-6kW/戶）。因此，快充樁（充電站）都需要單獨(dú)設(shè)置10kV變壓器，而一個區(qū)域的配電網(wǎng)絡(luò)并非都有余量增加更多的10kV變電站。

另外從電池單體來講，對于快充使用也面臨著包括壽命、安全、材料性能支持、可加工性等多方面挑戰(zhàn)。對于常見的三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池來說：

A、磷酸鐵鋰可能更側(cè)重于解決電導(dǎo)、低溫方面的問題。目前國內(nèi)主要電池供應(yīng)商在該類電池快充技術(shù)發(fā)展上比較順暢，基本可以做到3-5C的穩(wěn)定充電倍率。但目前要做到12C以上仍然極為困難。而且由于磷酸鐵鋰電池固有的能量密度較低、電池一致性差的問題，其在乘用車領(lǐng)域的應(yīng)用前景仍不樂觀。

B、三元材料本身電導(dǎo)已經(jīng)比較好，但是其反應(yīng)活性太高，更多在安全性和抑制(與電解液的)副反應(yīng)面臨著挑戰(zhàn)，近來的電池安全事故頻發(fā)也對此方面提出了更高的要求。具體到乘用車實(shí)車上，1.6C或者說30分鐘充滿80%（3.2C）基本成為了通用標(biāo)準(zhǔn)。

從以上來看，在一定時期內(nèi)換電模式的便捷性將具有對快充模式的壓倒性優(yōu)勢。

2、從實(shí)際應(yīng)用層面來看，換電模式之于快充模式也存在著一系列優(yōu)勢。通過換電站的集中管理，可以實(shí)現(xiàn)：

A、對電池組的采用適度的慢充速率以提高電池壽命；利用充電站的記錄有計(jì)劃的對電池組進(jìn)行一致性校正以降低總成容量衰減。因?yàn)閺睦碚撋现v，快充對電池壽命與一致性是有相當(dāng)大的負(fù)面影響的。有資料顯示，三元鋰電池若是經(jīng)常在高倍率和高溫環(huán)境下放電，電池壽命會大幅下降到不足200次。

B、合理配置充電時間，充分應(yīng)用峰谷電價(jià)。集中充電式模式甚至可以采用自建供電系統(tǒng)模式，以避免大規(guī)模用電對于電網(wǎng)的沖擊和隨之帶來的入網(wǎng)困難等問題。

C、從電池利用率上講，以一輛純電動汽車在現(xiàn)有的慢充+快充交替使用的模式下，一般用戶駕車行駛10萬公里，最多只進(jìn)行了500次充放電。而采用磷酸鐵鋰電池總成的車輛，其充電壽命理論上應(yīng)該在2000次以上，剩余的1500次充放壽命則面臨浪費(fèi)。而換電模式存在的意義，就是通過集中管理、使用電池，將每一塊電池的充放電壽命盡可能多的開發(fā)、利用起來。

D、在換電站足夠多的情況下，可以消除用戶的續(xù)航焦慮，無需擔(dān)心續(xù)航問題，實(shí)現(xiàn)和一般燃油車類似的使用習(xí)慣。且3-5分鐘左右的換電過程完全不用改變用戶的能量補(bǔ)充習(xí)慣，與加油體驗(yàn)近似。未來用戶甚至可以根據(jù)需要選用不同容量的電池，實(shí)現(xiàn)在輕度使用強(qiáng)度下減輕車輛整備質(zhì)量而降低能耗。

總結(jié)：在換電模式的成熟運(yùn)營中可以實(shí)現(xiàn)對于電池有效壽命的最大化利用、減少對電網(wǎng)接入的沖擊和提供更優(yōu)秀的用戶體驗(yàn)。