6月6日，國家發(fā)展改革委、生態(tài)環(huán)境部、商務部三部委石破驚天的再一次力推了一把新能源汽車發(fā)展——《推動重點消費品更新升級暢通資源循環(huán)利用實施方案（2019-2020 年）》發(fā)布，這份文件的重要程度基本上可理解成為新能源汽車后補貼時代定下了主旋律。當天晚上我們看了一下圈里的動態(tài)，大致是這樣的：


從基本面上來看，這是全國范圍消化產(chǎn)能的促進文件，對所有行業(yè)內(nèi)大大小小公司都算的上是利好，另一個方面燃油車國六的切換，兩者疊加，錦上添花。但是這個端午節(jié)絕大多數(shù)車企樁企都是忐忑的過了個節(jié)，總結起來一句話，人無遠慮必有近憂。

中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策驅(qū)動往市場驅(qū)動換軌的過程中未來的路到底怎么走，這份文件字字珠璣，從能源補充角度來看有幾個點值得關注：


從政策全文有關于新能源汽車產(chǎn)業(yè)部分的邏輯來看，主要從鼓勵新能源汽車產(chǎn)業(yè)上下游繼續(xù)研發(fā)、推動降本增效和完善能源補充體系、提高新能源汽車市場應用兩個方面來進行行業(yè)引導。文件中特別提到要借鑒公共服務領域換電模式和應用經(jīng)驗，鼓勵企業(yè)研制充換電結合、電池配置靈活、續(xù)駛里程長短兼顧的新能源汽車產(chǎn)品。因此我們覺得有必要把換電模式前世今生展現(xiàn)給大家。

01悲情夏嘉曦和他的Better Place

2007年沙伊·夏嘉曦提出了純電動汽車的換電技術，隨后在以色列創(chuàng)立了一家名為Better Place的換電公司，2013年換完8.5億美金融資后，夏嘉曦和他的Better Place夢轟然倒下。即使當時估值一度達到空前的22.5億美元，但是看不到希望的換電模式被資本無情拋棄。

創(chuàng)立初期，夏嘉曦預見到動力電池續(xù)航里程這一直接影響消費者購買欲望的關鍵零部件短期內(nèi)不會有飛躍式提升，要解決里程焦慮最直接的辦法是形成如同燃油車燃料補給一樣的能源補給效率。而電動汽車新興產(chǎn)業(yè)所孕育的能源補充市場將直接顛覆現(xiàn)有的能源結構和消費方式，在這樣一個市場定位設定下，夏嘉曦大膽的離開了SAP。

Better place 成立一年后，以色列第一個“換電站”成立，先和日產(chǎn)后和雷諾簽訂提供10萬輛Fluence ZE電動車的合作協(xié)議（但實際訂單不到1%）。Better Place在以色列初始司機750人，換電服務收費包含電池租金和換電費用。雖然硬件成本和電池維護成本，消費者和企業(yè)教育成本在當時都高的讓人無法理解，但是夏嘉曦沒有任何猶豫，在丹麥、美國繼續(xù)燒錢，但是受制于當時車企對于新能源汽車發(fā)展還存在較大疑問，而用戶端換電模式便利性和使用成本和傳統(tǒng)燃油車相比沒有特別大的差距，Better Place直到關張時在全球范圍內(nèi)僅僅推出了幾千輛車而已。

Better Place 的窮途末路放在現(xiàn)在來看更像是生不逢時，畢竟目前新能源汽車產(chǎn)業(yè)整體環(huán)境不可同日而語。但是Better Place 給后人留下了完整的底盤換電技術和運營過程中的經(jīng)驗產(chǎn)生的價值無法估量。


02國家電網(wǎng)的階段性任務

863計劃—國產(chǎn)換電技術的開端

2006年，國內(nèi)電動汽車產(chǎn)業(yè)尚處于萌芽狀態(tài)。國家電網(wǎng)響應國家號召啟動電動汽車項目啟動，浙江電網(wǎng)是落實其該項目的重中之重。當時浙江電網(wǎng)參與該項目的第一項目負責人是聶亮先生（國內(nèi)換電模式市場應用領域第一人），2010年其團隊開發(fā)完成了中國首臺可上牌的純電動汽車，并完成了基礎換電技術的儲備，同年聶亮負責建設智能充換電服務網(wǎng)絡浙江工程。與換電先驅(qū)Better Place不同，國家電網(wǎng)在弄明白了底盤換電技術后，發(fā)展了一套標準箱換電的技術，在杭州用眾泰朗悅和海馬普力馬車型+高箱體標準箱完成500臺純電動換電型出租車試點，并在該項目中首次提出并驗證了“車電分離，里程計費”的商業(yè)模式。

可以說當時換電技術基本上已成體系，而試點效果來看，滿意度頗高，后來的國網(wǎng)組織的京滬行更是為換電發(fā)展點了一把火。更有意思的是。2010年8月，國家電網(wǎng)加入“中國企業(yè)電動汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”，并擔任充電與服務專業(yè)委員會主任委員。當時國電電網(wǎng)確定了自己智能充換電運營模式的基本思路，即換電為主，插充為輔，集中充電，統(tǒng)一配送。也就是說國家電網(wǎng)發(fā)展方向是換電站，而非充電站。在配合上述發(fā)展思路是國網(wǎng)還儲備了電池均衡，電池自動化更換設備，電池梯次利用等先進技術。這些極具前瞻性的探索和預研為萌芽中的電動汽車產(chǎn)業(yè)奠定了扎實理論基礎，指明了技術發(fā)展的大方向，建立了整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路程和思想體系。時至今日，這些技術已被廣泛應用，尤其是底盤換電模式及標準電池箱技術，已成為國內(nèi)電動汽車的主流。但是國網(wǎng)確在2013年-2014年期間由于企業(yè)主要任務方向的變化，暫停了新能源汽車換電這一項目。我們查詢了相關歷史信息發(fā)現(xiàn)除了企業(yè)主要任務的轉變之外，無法調(diào)和的和車企之間的矛盾也是阻擋其換電模式的發(fā)展因素之一，畢竟沒有車企愿意成為國網(wǎng)的附屬，而當時國家發(fā)改委某處長曾表示：“國網(wǎng)應該擺正自己的位置，以更開放的態(tài)度，配合車企發(fā)展電動汽車。”而國網(wǎng)在換電模式的一意孤行，不僅不利于其穩(wěn)固自己在電動汽車基礎設施市場的地位，更有可能制約電動汽車的發(fā)展。換言之產(chǎn)業(yè)鏈無法打通成為了國網(wǎng)換電模式擱淺的最大因素。另一方面當時的國家政策比如補貼，新能源汽車大環(huán)境等仍然相對較弱，因此國網(wǎng)雖然跑通了換電的商業(yè)模式，但是受制于體制因素無法打通產(chǎn)業(yè)鏈形成商業(yè)生態(tài)，暫停換電站項目成了必然結局。

03特斯拉--無法共享的換電模式?jīng)]有未來

國網(wǎng)凍結換電模式后，美國明星企業(yè)特斯拉在2013年展示了其90秒快換技術，再一次在全世界范圍內(nèi)引爆換電話題，但是很快特斯拉將發(fā)展專向了superger 3,從技術層面上來看，特斯拉還是沿用了Better place 的底盤換電思路，不過在速度上進一步提升。但是當”鋼鐵俠“看到底盤式換電致命缺陷—異形電池無法跨車系車型共享，換電站兼容性低，如此低的兼容性是無法提升運營效率的。以車企整合車企資源，形成通用標準更不現(xiàn)實。在如此復雜的換電環(huán)境下，特斯拉默默地退出來換電舞臺。


04模塊分箱換電技術崛起

2014年，在看到打通換電體系產(chǎn)業(yè)鏈、構造換電生態(tài)的可能后聶亮離開國網(wǎng)。同年成立杭州伯坦，并在國家電網(wǎng)換電基礎上進一步研發(fā)，開發(fā)出低箱版標準箱電池，相對2010年國網(wǎng)的標準箱，低箱版標準電池可以直接放置在車輛底盤（原國網(wǎng)高箱版標準箱電池需要放在車輛后座下或者車輛后備箱位置），車輛穩(wěn)定性和安全性均大幅提升。另一方面當時大出行業(yè)務開始發(fā)力，細分市場對于燃油和新能源汽車運營經(jīng)濟性關注度空前，分箱換電模式結合大出行業(yè)務完美了解決了運營成本和能源補充效率的問題，模塊分箱換電迎來了其歷史機遇。


那么模塊分箱是基于什么原理來運作的呢？首先標準箱主要尺寸是完全一致，但是根據(jù)動力電池技術迭代，能量密度可以不斷提升，目前以單箱15KWH為主（見下圖）。根據(jù)車型需求在車輛底盤布置不同數(shù)量的標準箱動力電池，（乘用車布置2/4塊、物流車可以布置6塊甚至8塊），由于在設計初期箱體大小一致，換電站對于所有使用標準箱的車型不論由哪個主機廠制造都可以進行換電，完成了換電站換電設備和車型兼容，充電設備對標準箱兼容，以及流通電池循環(huán)利用這三個限定換電模式發(fā)展的問題。


05國內(nèi)現(xiàn)階段換電情況盤點

2016年，沉沒了一段時間的底盤換電技術再次出現(xiàn)在大眾視野，這一次蔡東青創(chuàng)造了上海奧動新能源汽車科技有限公司，并在換電業(yè)務上不斷發(fā)力，之后蔚來也快速跟進。梳理一下國內(nèi)換電技術發(fā)展路徑，大致如下：


主流換電技術：模塊分箱、底盤換電，圖示如下：


值得注意的是，目前兩種換電模式全自動路線的模式略有不同，模塊分箱換電主要采用六軸機器人，底盤換點主要采用RGV，大致是下面這個樣子的。


市場應用方面：底盤換電有北汽 蔚來 新楚風等在應用，模塊分箱換電有東風，眾泰，力帆，大運康迪等在應用，投放車輛數(shù)和實際運營里程數(shù)，模塊分箱略占優(yōu)勢。

06怎么比較上述兩種換電技術

我們認為，單一從實際推廣布局層面（如基礎裝備投資、換電能力、場地要求及建設速度等）來比較上述兩種換電技術還不夠客觀。原因如下：

裝備層面：分箱換電還可以選擇人工或者半自動或者全自動換電模式，投資強度可以根據(jù)實際情況選擇，而底盤換電則只能全自動換電，因此它在在實際推廣層面資金要求更高，投資靈活度受限。但是如果按照全自動標準來看，用RGV或者用六軸機器人裝備成本差距并不大。

場地拓展層面：底盤換電可以用集裝箱式快速布局，落地速度略快，但是部分城市不允許集裝箱內(nèi)作業(yè)（比如廣州）。因此在政策合規(guī)層面來說，對于分箱換電和底盤換電場地建設要求基本是一致的。

換電能力層面：全自動狀態(tài)下基本差距不大都可以達到日均250次左右的換電能力。但是這個方面有一個指的關注的點，根據(jù)公開數(shù)據(jù)，相同換電能力的的換電站，模塊分箱換電站擁有充電倉格位雖然更多，但是換算可換電車輛數(shù)，也僅僅是比底盤換電略多或者持平（我們認為未來評估換電能力不能僅僅依靠換電速度這一單一角度，因為換電能力取決于站能能源補給即充電倉格位數(shù)量，在這個角度上一般模塊分箱換電站同級擁有120格位而底盤換電換電站為28個格位，但是模塊分箱換電站平均一臺車需要消耗4個格位的模塊電池，因此120格位也就是一次性30臺車的換電能力，與28個格位的整體墊底盤換電站暫時差距不大）因此從上述三個方面，兩種模式差距不大甚至沒有差距，因此僅僅從這三點是沒有辦法進行比較的。

隨著推動重點消費品更新升級暢通資源循環(huán)利用實施方案（2019-2020 年）這一文件的下發(fā)，在鼓勵換電模式發(fā)展的基本面下，對電池模塊化和電池的梯次利用提出了要求，因此哪一種模式能夠兼容更多車型車輛、更好的銜接電池梯次利用前后端、更能夠適應未來汽車制造模塊化發(fā)展才是更為重要的著眼點。

車型兼容角度來看，換電模式最終不應該是限定性的能源補充場景，而應該是開源型的能源補充方式，因為換電站的最基礎、最基本的建設目的是作為公共基礎設施方便大眾出行使用，否則為什么享受補貼？目前以北汽、蔚來等車企主導的底盤換電，由于各自車企的電池相對于其他主機廠都是異性電池，換電站點或電池是無法通用的。但是東風、奇瑞、大運、眾泰等企業(yè)采用模塊分箱換電這一思路基于標準箱電池，使得換電站在不同車企車型間可以共用，電池可以共享大大提高了站點和電池兩個方向的利用率，因此從這個層面來說，顯然模塊分箱換電更適合當下“共享經(jīng)濟”這一概念，同時是對社會資源的集約使用。

從動力電池的循環(huán)利用角度來看，目前業(yè)內(nèi)的主流的設計思路如下


從梯次利用角度來看，首先要降低每一次降級使用過程中的改造成本，否者便難以落地。從頂層設計角度來看，首先要將電池的標準統(tǒng)一，其次應該是相對重量和體積更小的電池（因為如果依舊停留在現(xiàn)階段絕大多數(shù)車型的整體異型電池這個方向的話，在B段和C段是無法直接使用的），只有在這兩個前提下，電池的全生命周期開發(fā)才能最大化，而在用戶一端的動力電池的平均使用成本才會更低。

因此在電池循環(huán)利用角度反觀底盤換電和分箱換電，顯然通過標準箱體系搭建的分箱換電更貼合政策和國情。但是在車企角度上，整體底盤式換電對整車車身底盤改動更小，技術層面相對更容易實現(xiàn)；而模塊分箱換電技術對車身底盤改動和設計周期都要求更高。但是很有意思的是接受標準箱分箱換電體系車企的竟然遠遠多于底盤式換電這一模式的車企（實際投放的可換電車輛總數(shù)中分箱換電體系車輛也超過底盤換電），可以說很多汽車生產(chǎn)企業(yè)是“舍近求遠”在做換電，顯然很多車企在這一層面不想做玩票，而是站的更高、看的更遠的一種選擇則。

07寫在最后

2016年6月5日，中國鐵塔以50億資本成立能源公司的率先入局動力電池梯次利用末端市場，使得模塊分箱換電車企和換電技術公司使用的標準箱電池具備了規(guī)模化末端使用的可能（相對于異形電池），動力電池梯次利用完整度進一步提升，而電池梯次利用產(chǎn)業(yè)鏈的延伸，動力電池的平均使用成本進一步降低，將間接降低新能源汽車消費成本，從產(chǎn)業(yè)鏈角度來看，是不是意味著模塊化的電池將更有市場？