標題：純電動汽車怎樣充換電結合最合理？

現有的充電和換電模式因其各自的侷限性，任何單一模式都不能滿足市場需要，如何解決各種痛點呢？本文就是提供一種創新的模式，將看似矛盾的兩種模式最有效地結合，發揮其各自的優勢來消除續航焦慮並大幅降低成本：

削減標配電池容量並共享第二塊增程電池。

提綱

1. 發改委《推動重點消費品更新升級 暢通資源迴圈利用實施方案（2019-2020年）》

2. 如何更合理有效的充換電結合？部分充電+部分換電，為什麼要這樣？部分充電+部分換電的好處

3. 兩種共享增程電池解決方案簡述

4. 車內裝共享電池詳述 與其它模式做比較

5. 外掛共享電池具體應用

比較其它模式的優點

6. 總結和呼籲

實施方案

國家發展改革委2019年6月3日會同有關部門共同研究制定了《推動重點消費品更新升級 暢通資源迴圈利用實施方案（2019-2020年）》，其中第一條就是關於新能源汽車，相關內容摘錄如下：

一、鞏固產業升級勢頭，不斷最佳化市場供給

牢牢把握新一輪產業變革大趨勢，大力推動汽車產業電動化、智慧化、綠色化，積極發展綠色智慧家電，加快推進5G 手機商業應用，努力增強新產品供給保障能力。

（一）大幅降低新能源汽車成本。加快新一代車用動力電池研發和產業化，提升電池能量密度和安全性，逐步實現電池平臺化、標準化，降低電池成本。引導企業創新商業模式，推廣新能源汽車電池租賃等車電分離消費方式，降低購車成本。最佳化產品准入管理，避免重複認證，降低企業執行成本。

（二）加快發展使用便利的新能源汽車。聚焦續駛里程短、充電時間長等痛點，借鑑公共服務領域換電模式和應用經驗，鼓勵企業研製充換電結合、電池配置靈活、續駛里程長短兼顧的新能源汽車產品。推進高功率快充、無線充電、移動充換電等技術裝備研發應用，提高新能源汽車充換電便利性。

如何更合理有效的進行充換電結合？我建議採取部分充電+部分換電，它有諸多好處

很高興看到我們國家的領導和相關管理部門已經充分關注到了電動汽車發展中一些急需解決的痛點，適時了出臺了《實施方案》，根據我對新能源汽車行業發展的多年來的密切觀察，對具體的應用細節形成了一些想法，在此提出來，供大家參考。希望為新能源產業發展有所幫助。

純電動車使用者的需求是最好能隨時隨地的在儘可能短的時間內補充能量，現有的充電和換電模式因換電站和充電樁各自的侷限性，單獨的充電換電都不能滿足使用者的需要和電動汽車的長遠發展，所以充換電結合是必需的，但是如何才能最有效地結合充電和換電各自的優勢呢？能否找到一種創新的模式呢？

通常大家想到的充放電結合是在同一臺車的使用中有時充電，有時換電，但其實還有一種充放電的結合 -- 部分充電+部分換電。合理的設計可以使後者比前者可以更充分發揮充放電各自的優勢。以下具體闡述。

因為迄今純電動車續航焦慮難題還未有效解決，業界為增加續航而一味堆砌電池增加重量和成本甚至耗費巨資押注未來幾年不大可能規模商業化的燃料汽車或是退而拾起燃油發動機搞增程型電動汽車，我認為這些都不是最佳的道路，新能源汽車行業急需轉換思路。

業界已有共識，對於90%以上的使用者來說，汽車自帶的電池有200公里續航就夠日常通勤和辦事需要了，但就是因為有偶爾的長途出行需求，使用者對200公里的續航往往不滿意，希望續航越大越好，300，400甚至500公里都不夠，可鋰電池的成本居高不下，很多潛在使用者就只能對價格昂貴的長續航純電動車的望而興嘆。還有充電的耗時也是阻礙純電動汽車普及的一個主要因素。

另一條路線 - 換電模式，換電速度遠比充電快，目前國內最快的換電是3分鐘完成，而且換電對電網更友好，對電池壽命更有益，而且相對快充更便於利用綠色可再生能源。比充電有很多有點，但因換電站投資大、佔地多，很多換電站還只能滿足一個廠商一個系列的車型的需求，換電站網點分佈少，也不能給使用者提供足夠的方便，吸引不了足夠多的使用者，經營者也難以盈利。

以上這些矛盾都難以解決，影響純電動車的普及推廣。

前兩年國家出於激勵高能能量密度電池而以續航作為補貼標準，導致有些企業片面追求續航，而一定程度上忽視安全。為了達到標準多拿補貼，都是按照車的形狀量身定做電池，最大限度的利用底盤和車內空間，不利於電池標準化，也不利於實施換電，導致近幾年換電模式的發展被抑制。隨著補貼的退坡，國家政策的適時調整，換電模式有望重新迎來快速發展。

要推廣換電模式，要解決的最突出的矛盾問題就是電池的通用性，也就是要統一電池標準。而各家車企有各自的底盤和電池結構設計，複雜多樣，誰都難以說服別人採用自己的設計，國家也難以統一協調，雖然大家都知道統一標準有利於行業發展，對大家都有利，但實在難以入手。很多年前相關部門曾經試圖統一手機的電池標準，工作難度巨大，最終也不了了之。可以想象要統一純電動車的電池標準比目前已經實現的統一充電介面標準的難度要大很多。但如果我們的政府強力引導，還是有望實現的。如果要統一標準，該如何入手比較容易呢？我也談談我的看法。

同級別車型設計使用同規格的電池還好辦一些，但是如果要做到A00級微型車和A0級車、A級車、甚至B級、C級車的電池通用只有一個解決辦法 - 按小車能裝的最大尺寸設計標準電池，否則至少要設計兩三種以上的電池尺寸標準，相應的每個換電站需要備幾種規格的電池，要相容多種尺寸就意味著換電和儲存裝置投資和技術難度都要增加很多，運營方面也增加很多麻煩。因此，用較小尺寸電池才易於實現標準化，以進行最靈活且高效的充換電。

可是電池尺寸小了，能提供的續航也少了，尤其對較大的車型來說就顯得不夠了，這怎麼解決呢？其實也容易。純電動車的電池也完全可以一分為二，也就是用兩塊較小的電池取代一塊大電池。其中一塊電池是相對固定的標配的常備電池，另一塊則是選配的可更換的標準電池。新車出廠標配一塊200公里左右續航的電池以應付日常通勤，使用者如偶爾跑長途或來不及充電就臨時去租賃一塊電池用於增程。較大的車上可用來裝電池的空間也較大，自備電池可以做大一些，而較小的車型相應的自備電池可以做小一些，但是各種車型的底盤都統一留出標準的較規則空間，以適配同樣的可更換標準電池即可。這樣各種車型總的最大續航里程基本沒有減少，但是卻給了使用者靈活選配電池容量大小和續駛里程長短的更多選擇。

北汽新能源的換電服務主要服務的是計程車和網約車，這樣的經營用車使用強度大，並追求長續航，一天就要換2-3次電池，但個人自用車僅日常通勤的話往往幾天才需要換一次電，佔用電池時間長而利用率低，即使車是採用車電完全分離的方式銷售出去的，電池租賃經營者也很難在這類客戶上賺到錢，而如果使用者買車帶電池，在電池比較新的時候，也不捨得換出去。所以說目前的整組換電模式很難吸引足夠多的自用車主。

從大多自用車主的綜合使用成本角度考慮，一輛車出廠時還是應該配備一組可以應付通勤的常備電池，而不是完全依賴換電站，特別是家裡有慢充樁的使用者平常在家慢充肯定是最方便又最經濟的。統一電池標準任重而道遠，換電模式的普及需要很長時間，在換電站基礎設施建設不足的情況下，完全依賴換電顯然是不經濟的也不方便的。經營共享電池的商家要追求盈利，但在初期其運營成本也很難降下來，電動汽車個人使用者常年租用共享電池必定不如主要用自己原車自帶電池合算。如果將來能夠實現標準統一，換電站網點分佈密集，租電池的成本和方便程度都和用家用充電樁接近，也許就可以完全依賴換電了。

常備電池可以是利用後排座椅和後備箱下面的空間，也正是底盤式整體換電不好利用的空間，也就不一定要做成換電式的。

常備電池由車企提供，是使用者購車時包含的標配電池，而標準換電電池則由共享電池運營商提供。

使用者平常以使用常備電池充放電為主，需要更遠距離出行的時候臨時去租用一組標準換電電池即可。換電電池主要是用作臨時增程。自用車主雖然不頻繁的租電池，但是租的時候是集中地使用，跑完長途馬上歸還，效率大大提高。只要加電的費用低於普通燃油車的單位公里油耗成本，就在可接受範圍，大家都難免會有時有這樣的增程需求，共享電池的潛在需求可以得到極大程度的釋放。

部分充電+部分換電的更多好處

Ø 採用共享第二塊電池的模式，純電動車車價中的電池成本就可以降低近一半，使其不依賴補貼也可以與燃油車競爭。使用者不是買了車就被出廠的續航里程限死，而是可以選擇僅在需要長續航的時候臨時租用電池增加續航，這樣即可以解決續航焦慮又大幅降低純電動車的購買和使用成本。

Ø 採用這種模式，因電池的使用效率大幅提高，因電池的使用效率大幅提高，同樣的電池產能可以滿足更多數量的電動車裝機需求，較少對優質電芯以及上游材料和礦產的需求，節約社會資源。

Ø 因為比整體式底盤換電可以利用更多的車內空間，可以比整體式底盤換電做到更大的總電池容量和續航里程。

綜上，此法可實現1+1>2的效果。

《實施方案》明確指出鼓勵充換電結合、電池配置靈活、續駛里程長短兼顧的新能源汽車。這也正很好的響應了方案的精神。

兩種共享增程電池方案簡述

共享汽車備用電池的形式：

它可以是內建的，也可以是外掛的。

前者需要電池外形和介面等完全統一，後者只需要統一介面及資料通訊協議。後者可以做到最快捷的補電，只要接上插口即可，有望只用幾秒鐘就完成加電操作。

而且因為尺寸外形上沒有嚴格限制，後者更靈活，而且可以增加機動性，它可以是無動力的電池拖車也可以是無人駕駛的自動小車，任何等級的自動駕駛技術都可以應用，就像家用掃地機自動去牆上的插座充電一樣，共享電池車在使用完畢與電動車脫鉤後自動去充電也具有很高的實用性，這不需要多高的技術就可以實現。當然越高等級的自動駕駛技術可以提供越強大的功能給使用者越大的便利。

車內裝共享電池詳述

先看看目前已有的幾種換電模式，比較有代表性的除了大家比較熟知的北汽和蔚來推行的整體底盤換電以外，還有

杭州伯坦的分箱換電，它實現了一定程度上的電池標準化，它是把一臺車上的電池分為電壓為80V若干個標準模組，幾塊電池串聯為一組，要換一定是幾塊電池同時換，不能分拆。

以上兩種換電模式的都是一換就換整組電池，容量沒有選擇。

相對於伯坦的分箱換電我則主張把電動車的電池僅一分為二，用兩塊小一些的電池取代一塊大電池，每塊電池也是獨立的一組電池，與整車系統電壓相同，可以單電池獨立使用，也可以雙電並行一起給系統供電，可以是兩塊可更換的，也可以是一塊固定、另一塊可更換的，容量靈活多變。

增程電池和常備電池是並列關係，兩組電池由一個雙電管理系統控制單獨或是合力給動力系統供電，一般是優先放完共享電池的電，然後再切換回內建電池，電動車需要為這塊共享電池設一個單獨介面，和快充慢充口都不能共用。不管怎樣，增加一個統一介面相比統一電池尺寸要容易得多。雙電池系統在電動兩輪車和低速電動車上已有比較成熟的應用方案，高速電動車只是電壓較高，邏輯和演算法基本是一樣的。

一般來說一塊增程電池就夠了，這樣電池重量和體積可以比整組底盤換電的電池縮小一半，無論是比整體大電池換電還是若干小塊電池分箱換電都能提高很多效率。這應該是更為理想的標準模組電池，方便使用者根據自身需要而選擇租用。

較大的車型，比如C級轎車和廂式車有足夠的空間，當然也可以設計為可配裝不止兩塊標準換電電池，可以是1塊標配常備電池加1-2塊選配共享電池的多種組合，分別滿足不同的續航要求。

同時，太陽能電站如果也採用相同的標準模組電池儲能，就可以很方便的直接供電動汽車使用。

另外，愛馳計劃於年底上市的首款量產車U5把電池分為A包B包是一個很好的創新，和我的主張很接近，但我覺得其電池A包和B包容量的分配還不是最優，其A包電池容量65度，提供503公里NEDC續航，這容量相當大了，但其B包電池只能提供120公里續航，也就是隻給使用者503公里和623公里這麼兩個選擇，僅65度容量的電池成本已經不菲，註定這款車的價格不會很親民。

外掛共享電池的具體應用

為實現共享使用第二塊移動增程電池車，任何廠家的電動汽車只需要增加一個統一介面和對供電系統稍作改造即可。共享移動電池車有別於加電車，它不是充電寶，不是用於給電動車的內建電池充電的，而是直接供電給驅動系統的，這樣轉換效率更高。這樣的移動共享電池，因為是外掛，不需要安裝在車底盤特定的空間裡，電池的尺寸外形就不受什麼限制。

太陽能電站與電動車如能採用相同的標準模組電池組，就不需要專門配備蓄電池，也免去電池對電池的充放電損耗，真正實現用清潔可再生能源驅動電動車。

要解決便捷和快速的換電，既有的建專門的換電站模式侷限性太大，如果能主動上門給客戶服務，省去客戶來換電站的麻煩，無疑將大大提升客戶的滿意度，

共享移動電池車能大大提高效率，節約時間 - 停車在幾秒鐘之內完成電池的接駁和脫離，如果將移動共享電池車能達到較高等級的無人駕駛水平，並且行駛速度做到與乘用車相當，純電動車使用者甚至可以在行駛中在不停車也不等待的情況下，移動共享電池車自己找到服務物件，追上來自動完成接駁，待電量接近耗盡時自動脫鉤，自動駛回充電點或在電量較低不足以到下一個充電點時，在途徑的充電點時自動脫鉤並返回充電點。 一切由人工智慧來完成，使用者可以完全無感，自然也就對續航完全無憂了。

想象一下，如果實現電動車隨時隨地補電，而且用起來方便、簡單到極致，就像在電子遊戲裡揀能量包一樣隨取隨用，甚至點點手指或動動嘴唇召之即來，誰還擔心續航呢？在有共享電池服務的覆蓋範圍內續航成為無限，而AI的進一步應用甚至可以做到完全不需要人干預的自動補電，再也不需要去看儀表盤的剩餘續航里程顯示。

我相信純電動車+可再生能源未來可以基本滿足人們的出行需求。

再談下再生能源和換電模式的結合

北汽新能源提出將投入巨資在全國建成3000座光儲換電站和投放50萬輛換電車輛。這是很了不起的實踐。

但首先太陽能電站佔地面積大，一般只能設在比較偏遠的郊區，電網的變電站也大多在郊區，電池需要從太陽能電站集中派送到市區的換電站，土地的成本是市區的換電站投資和運營成本的大頭，換電站的分佈密度和使用者常用路線到換電站距離又直接關係到使用者的使用方便程度，時間成本和金錢成本。而且對車內電池換電都需要機械，換電時間已很難縮短。

而移動外掛電池則大大降低了投資成本，結合建在郊外的光儲能電站，正好可解決使用者在開長途時補電需求，路旁的荒地和不適合植物生長的荒山都可以充分利用。標準統一後還可以服務更多的電動車車主，就很容易盈利。

除了乘用車，各種商用車和卡車也都可以共享增程電池，例如重型卡車，可以採用多個標準電池模組接力的形式。如果將最大載重量約36噸的Tesla電動卡車Semi配備的一組重達4.5噸容量700kWh提供800公里續航的電池組改為200公里續航的電池四次接力，僅車輛自重就可減輕3噸多，也就意味著能降低近10%的能耗，並且載重量可以增加近10%，可以說能大幅度降低運輸成本和增加收入，而且省去了一臺車近百萬元的一次性的電池購置成本。電動卡車購置和運營成本都可以做到比燃油卡車更低，對於競爭激烈的運輸行業來說幫助巨大。

共享移動電池車的應用將使得純電動車不再依賴一次性的化石能源，可以實現100%使用的綠色再生能源。對我們的二次能源豐富的中西部地區來說尤其適合。

共享移動電池車的其它優點

Ø 日常行駛時減輕純電動乘用車自重200公斤左右，也就意味著減少能耗10-20%，也減少萬一發生碰撞時的車輛動能，減輕損傷和人員受傷風險。

Ø 使用者不需要開車到專門的集中充換電站去換電，完全不需繞路，順路就完成補電。

Ø 降低為補充能量而付出的能耗。即使一臺完全實現自動駕駛的汽車可以在閒置時自動去充換電站補電，但是相比一臺乘用車的重量1噸到3噸，一臺移動共享電池車重量200-700公斤（700公斤是目前國家法規允許的拖車重量上限），後者行駛同樣的距離無疑能耗要少很多。

Ø 更有利於電池散熱。

Ø 外接電池安全性更好控制，即使發生爆燃也不易殃及前車。

Ø 不需要在市區設換電站，不需要換電裝置，只需要有少量儲存功能的暫存點即可，大大節省建設換電站的投資

當然我倡議的這兩種換電方式也可以結合，比如一臺車用一組常備電池+一組車內共享增程電池+一組外掛移動共享增程電池。

總結和呼籲

將來共享電池應該有巨大的市場潛力，Ai和大資料的應用將極大程度地提高共享電池的使用效率和方便性，

雖然共享汽車越來越多，因每個人對汽車的需求和偏好都不同，無論共享汽車多麼便利，任何車企和共享汽車運營商都不可能壟斷共享汽車市場也不可能滿足所有人的需求，還是會有相當一部分人需要自己的專屬座駕。但是全車電池換電的模式對於這些個人使用者來說不經濟。而部分換電的共享增程電池模式則可以滿足幾乎所有使用者的需求，特別是智慧共享移動電池車最能滿足使用者的需求，而且每個電動車使用者在長途出行時都會有對共享電池的需求，這個行業甚至可能比共享汽車市場前景更廣闊。

從車企，電池生產企業和共享電池運營商的角度都希望解決續航焦慮，能耗和成本的矛盾，但目前業界還沒有出現比較好的充換電結合模式，都在摸索和試錯中支付高昂的學費，我呼籲業界積極響應國家的號召，重新思考和轉變思路，適時調整，積極促成統一的共享電池標準的制定實施，共同為降低使用者的使用成本和提升使用者的使用便利而努力。

電動汽車目前還屬於起步階段，而電瓶是電動汽車的主要、關鍵部件，為此所有電動汽車和電瓶出廠前必須規範如下幾項標準，(一)，必須統一、規範電瓶規格、型號、形狀、尺寸，各型號車通用。(二)，規範統一通用的充電標準插口、插頭。(三)，為了統一管理和廢舊電瓶統一處理的環保需要，電瓶的維護、充電、保養等統一由充電站負責，每更換一次，車主支付一定的充電維護費，隨換隨走。(四)平時車主自已也可以在家充電。管理部門必須在產品成熟、普及之前儘快出臺詳細的管理、實施細則，否則又會帶來新的電瓶汙染源，其後患無窮。

充電時間長，換電成本高。緊急換電跟道路救援類似，另外，換電不像手機摳電池，怎麼也得在特定地點換吧。還有一點電池差不多小一噸，這個肯定不是一個人兩個人搞得定的。