當你開著電動汽車行駛在公路上，電力儲備臨近50%時，它會自動提示要充電，并用車載的移動導航系統將你帶到最近的電池屋。在那里，用1-2分鐘便可完成更換電池，重新上路。

上述為此技術路線的先驅BetterPlace公司在2007年的一幅暢想場景。時至今日發展如何？

用戶也可以選擇成為BetterPlace的會員——每月預定購買一定的充電量，在此范圍內，BetterPlace就不會再向你收取多余的費用，并會供應導航、網絡等全方位的服務。

這聽起來像是手機流量套餐。BetterPlace正是希望通過換電模式成為未來電動汽車世界的運營商——無論你購買的是哪家汽車廠商生產的電動汽車，都能夠為你供應電池維護、更換和充電服務。但這筆巨大的生意還沒等到照進現實的那一天，BetterPlace就因為盈利能力不足、規模擴張速度太慢而計劃申請破產。而其創始人，出生于以色列的夏嘉曦(ShaiAgassi)在2012年底就已離開董事會，這恐怕也是他第一次讓投資人失望。

BetterPlace在成立之初是堅定的“換電”派，認為這種模式一方面將電動汽車中最貴的部分——電池，從車身剝離出來，降低了購車成本，可加速電動汽車的推廣。另一方面，換電比充電更省時。尤其對集團客戶而言，可以更加有效地控制充電成本，當一輛車廢棄時，也并不意味著電池也必須要一起被丟棄。

但這種業務模式承擔著巨大的運作風險：通常要覆蓋非常大的區域，才能滿足電動汽車主的服務半徑;假如要采用一種換電方法，動力鋰離子電池的相關標準也要統一。BetterPlace此前一直致力于推廣一套全球統一的電動汽車充電插口標準，但至今連個統一的國家標準都沒有實現。

BetterPlace的推廣也遇到了來自公司和政府的阻力。成立一年后，BetterPlace在以色列推出了第一個“電池屋”，但這并沒有給投資者帶來任何興奮，反而是重重一擊——硬件永遠是用來“燒錢”的。BetterPlace只有750個司機用戶，而建設和維護一個電池屋卻要“燒掉”百萬美元，更別提高昂的消費者和公司教育成本。

之后的運營情況越來越糟。根據BetterPlace的計劃，用戶通過BetterPlace購買電動汽車，并每月支付350美元租用電池和換電。但全球范圍內，只有雷諾與BetterPlace簽訂了合作協議，供應10萬輛FluenceZE電動汽車。

直到現在，這款車的銷量不及計劃的1%。雷諾汽車CEO戈恩更是公開宣稱，“換電模式是死路一條(Adeadend)。FluenceZE將是雷諾最后一款采用換電模式的電動汽車?！?/p>

BetterPlace曾在2010年與奇瑞達成合作協議，共同開發可更換電池的電動汽車，以期獲得我國地方政府的試點項目合同。但目前并未見任何合作成果。前美國汽車新聞我國分社社長Alysha認為：“我國公司對開發和生產純電動汽車并不積極，因為政府在這個領域缺少實質性的、長遠的承諾。至今為止，我國只有比亞迪在大量地生產純電動汽車。而比亞迪對換電這種方法也不支持，因為比亞迪不希望自己的電池技術知識產權在這種操作模式下流失或被盜?！?/p>

在與能源方和政府的合作上，BetterPlace優先選擇了面積較小的國家以色列和丹麥來進行試驗，尤其是以色列給與了極大的支持，前任以色列總統甚至承諾夏嘉曦：“假如你籌到20億美元的資金，汽車制造商愿意生產200萬輛符合BetterPlace換電模式的汽車，我可以給你整個國家來投資。”

盡管如此，BetterPlace在以色列的銷量也不足1000輛，丹麥更是只有幾百輛。

BettePlace在2011年還與我國南方電網就換電模式簽訂了戰略合作協議，彼時的南方電網也對外宣稱，“我國電動汽車的未來趨勢或以換電為主”。雙方還在廣州合作建立了體驗中心。Alysha在分析其可行性時表示：“針對集團客戶，電池置換的確是個很合適的解決方法，例如南方電網的內部用車，或出租車隊，這可以更加有效發揮出換電模式的優勢。但這取決于政府的政策傾向、汽車廠商的統一標準、消費者的接受度，變數太多。”

2012年，確定以充電路徑為重要發展方向的國家《節能與新能源汽車產業發展規劃》正式頒布后，BetterPlace又調轉思路，將充電換電比例改為9:1。但雙方的合作就此還是銷聲匿跡。

2013年二月，由于高投入無回報，BetterPlace停止其在美國加州的換電業務。美國政府也表示，將不會大力推廣換電模式;離開加州后，Better-Place再度返回歐洲，重新進行歐洲市場的開發。但也無力回天。

三個多月后，盡管曾經手握12.5億美元，BetterPlace最終還是宣告失敗。而更多的說法是，這是換電模式的失敗宣言。

一、換電技術的實現方式：

電動汽車的電池由電站供應，賣汽車的不用收電池錢，買車的不付電池錢只付電費。充電池內安裝有芯片，換電公司將通過芯片了解到汽車的位置，以及汽車還有多少電量，從而提醒司機是否要充電，以及附近充電站的位置。充換電站將在夜間用電低谷時段對換下來的電池進行集中充電。新電池會用在電動汽車上，而舊電池則會用到儲電站上作為儲能裝置，最后回收翻新再利用。

二、換電技術的正反方：

電網公司主打“換電池”

國家電網、南方電網、普天海油紛紛提出建設換電站的計劃。

據國家電網總經理劉振亞介紹，國家電網已確定以換電為主、插充為輔、統一配送的商業運營模式。國家電網將盡快通過國家對公司充換電站建設模式和技術標準的鑒定認證，在經營區域內推廣應用。將完成北京、杭州、天津、合肥、南昌等城市的電動汽車充換電服務網絡建設。

南方5省電力供應商———南方電網公司，也明確表態：他們更傾向于電動汽車充、換電的商業運營模式，以更換電池為主、快慢充為輔；倡導在政府的主導下，電池生產廠家出臺相關技術標準，南方電網出臺支撐電動汽車產業化的綜合服務體系。

欲搶占電動汽車充電基礎設施市場的普天海油公司，一開始就倡導、推廣換電池模式，通過電池組儲能，晚上電力波谷時儲能，白天再把儲能器中的電銷售掉。普天海油原相關負責人、電動汽車商業模式資深研究學者謝子聰接受專訪時曾用“20字方針”來概括這種換電池為主的商業模式，即：裸車銷售、電池租賃、充換兼容、智能管理、刷卡消費。這20字的前8個字，代表目前基礎條件下，解決目前的電池消耗快、整車價格高、使用不方便、電池維護難等問題的方法；中間8個字“充換兼容、智能管理”，代表了這個模式的配套技術體系和工裝設備的路線；最后4個字表示這個模式從消費者到生產公司再到配套服務公司形成共贏的一種保障。在杭州，普天海油和中海油聯合投資上億元，已經開始了換電模式的試點運營。

國家電網正在研究汽車充電、換電池的方法及相關標準，但這首先要國家出臺相關的統一標準，預計在“十二五”期間肯定能出臺。

汽車公司主打“插充式”

全國政協經濟委員會副主任陳清泰曾表示：“插電式電動汽車更加符合我國發展的戰略性新興產業方向。”在目前的電動汽車市場上，插電式電動汽車和插電式混合動力車唱主角，換電式電動汽車很少見。

“假如投資足夠大，大規模建設換電站是能夠實現的。但是，能不能盈利就要打一個大大的問號了?！敝貞c長安新能源汽車公司資深技術專家段志輝對換電站能否出現經濟效益表示懷疑，他認為建換電站是非常復雜的工程。

首先，從電池數量來看，A級車、B級車、C級車、D級車的電池容量是不相同的。即便換電站能估算出每天換電池的數量，每天前來更換電池的電動汽車級別比例卻無法預估。因此，如何配置不同容量的電池滿足各級別電動汽車的要，是一個很大的挑戰。其次，從電池體積來看，電動汽車的電池基本在150斤到200斤，體積比較大，如何存放、裝卸都是問題。再次，從電池的附件來看，一次性安裝的電池與經常更換的電池的附件是不同的。比如有的緊固件、接插件用過一次就不能再次使用了。最后，從電池規格來看，要實現換電池的模式，必須對電池規格尺寸進行統一。不過，目前有關電池規格尺寸的標準還沒有出臺。

作為江淮汽車股份有限公司技術中心乘用車研究院項目的總監，呂召全也認為在短時間內電動汽車很難采用換電模式。原因有二：其一，從物理安裝上來講，換電池看起來是一件很簡單的事情，實際上很復雜。除了要安裝電池，電池的相關附件也要在更換電池時一起安裝，現有的電動汽車技術是不可能實現這一點的。其二，從性能上來說，電控系統也很難實現換電模式。因為汽車公司要對汽車進行各種各樣的標定，包括對電池的標定、程序的控制，這些是不可能通過更換一個電池就能搞定的。

呂召全說：“江淮汽車曾經也有過研發換電式電動汽車的想法。根據多方研究論證，我們認為換電模式可能會是未來電動汽車的發展方向，但在短時間內不可能實現?！?/p>

三、試驗性的開展：

1、電動汽車順勢換電技術：

肇慶國家高新技術產業開發區引進了一家民營新能源汽車公司，開發出了一套以電動汽車快速換電為核心技術的順勢換電平臺產品，給一輛電動汽車換一套電池的時間比給一輛汽油汽車加油的時間還短。

一位工作人員掀開吉普車上的篷布，遞給記者一張卡，讓記者在操作臺上刷一下，并讓記者開始計時。很快，換電槽里升起一臺升降機，托著三根方柱體電池停在吉普車前，隨后，三根電池被頂進吉普車底盤上預留的三個電池方筒中，升降機落回原處。同時，吉普車上原有的三根方柱體電池被從車后部頂出，落在另一臺升降機上，升降機落下后，電池被送入充電器充電。整個換電池過程大概持續了半分鐘?！皳Q電的標準時間是28秒”梅森說?！氨燃訚M一箱汽油的時間還快?！秉S強說。

電動汽車換電技術重要有兩種，一種是底部換電技術，一種是側面換電技術。底部換電多用于乘用車，即電池安裝在車輛底部，換電設備固定在溝槽或臺架上。換電池時，將車輛開到溝槽或頂升到臺架上，換電設備升起，將安裝在汽車底盤下部的電池摘取下來，移送到一旁的充電機上充電。然后取出充好電的電池，返回汽車底盤下安裝就位，一個換電流程就結束了。換電時間大約要15-20分鐘。側面換電方式多用于大客車，即換電設備置于車輛側面，采用插抽方式對置于車輛行李箱部位的電池進行更換。

這兩種換電方式的特點是，車輛基本保持傳統汽車結構不變，電機、電控、電池布置在原車輛發動機艙、后備廂、底盤或行李箱位置，車輛性能基本不受影響。缺點是一臺換電設備要完成取送舊電池、換取新電池兩個程序，換電行程長，時間也長。

梅森的順勢換電技術是他的個人發明專利，該技術可通過路面底下預設的自動感應快速升降系統，自動完成電動汽車電池的更換。該系統包括智能化運營服務管理系統、充放電管理系統、電池包維護系統、車輛維護保養系統等完善的充換電配套設施。獨特之處是用兩臺升降機操作，新電池從前邊進，舊電池從后邊出，新電池的進入就位、舊電池的解鎖退出一個程序完成，大大簡化了換電程序，縮短了換電時間。

這套換電系統的機械設計結構簡單，相應地簡化了電動汽車的底盤結構，標準化的電池包可實現多種電動汽車電池槽位的通用化。該電池包能夠支持不同類型的電池，具有很寬的兼容性和可拓展性。換電站實現了電動汽車換電過程全自動無人值守，能夠人不離車快速換電，認證計費等過程通過運營信息系統完成。

順勢換電技術的成功，又基于梅森的另兩個發明專利：四輪輪轂驅動電機和電動汽車通用底盤。四輪輪轂驅動電機安裝在4個車輪上，能夠分別輸出不同的動力和速度，使得車輛重心均勻分布。該技術去除了發動機、變速器等傳動機構，可以充分利用底盤空間設置電池槽，去除差速器，降低了車輛結構的復雜程度。在此基礎上，梅森開發出了擁有自主知識產權的電動汽車通用底盤，有幾個特點：一是安全防火，底盤的標準配置是貫穿于整個車輛底部的五根或三根標準化柱狀型高強度鋼電池槽，與電池槽配套的方柱狀型電池包分置于電池槽內，電池槽、電池與底盤結為一體，增強了底盤的強度。若車子發生碰撞，電池被動移位可吸能，減少了碰撞出現的慣性力，同時，電池在電池槽內移位，兩端正負極移位斷開，電池也不會起火燃燒。二是防水，電池槽、電池包都是全密封的，即使在深泡在道路積水中，也能保證為車子供應動力。三是兼容使用各類電池，與通用車輛底部電池槽配套的電池包，是一個工業標準化通用尺寸的電池包（我們形象地稱它為“電池集裝箱”），可以裝置目前世界上廣泛使用的鋰離子電池、磷酸鐵鋰離子電池、鎳氫電池、鎳鉻電池、水平鉛酸電池等等電池組，讓消費者選擇使用。四是車輛輕量化，拋棄了傳統汽車發動機、變速器等配置的汽車的重量大幅度下降，充電站庫房一角停放的2輛F1電動跑車的車身重量僅為500公斤，那輛梅森為父親開發的吉普車的重量約700公斤。更巧妙的是，該底盤技術能夠根據車輛續駛里程的要調整電池數量，單根電池包充滿電后，續航里程約100公里，可以用5根，可以用3根，也可以用1根。

建站設備投資大約300萬元左右，這個充電站具有充能、換能、儲能三大功能，換下來的電池包，可以利用夜間電網用電低谷、低電價時充電，儲存到白天高電價時賣出，也可獨立儲存風能、太陽能。

2、中科力帆開發的LF7002CEV純電動轎車底盤換電技術。

已于2014年四月十六日取得了國家知識產權局實用新型發明專利。該項底盤換電技術是國內首創，改善了新能源汽車單次充電續航里程的問題。上海中科力帆電動汽車有限公司(以下簡稱“中科力帆”)由重慶力帆乘用車有限公司、我國科學院電動汽車研發中心(暨上海中科深江電動汽車輛有限公司)共同投資組建，是中科院電動汽車相關學科領域單項與整車集成技術的驗證平臺，更是最重要的產業化對接平臺。

中科力帆開發的LF7002CEV純電動轎車底盤換電技術，已于2014年四月十六日取得了國家知識產權局實用新型發明專利。該項底盤換電技術是國內首創，改善了新能源汽車單次充電續航里程的問題。首創的自動調節觸點連接器提高了高壓電底盤對接的可靠性(防水性能達到IP67)，解決了新能源汽車能源補充時間長的問題，并在3分鐘內更換完電池包，車輛可快速補充電能。

3、許繼旗下的電動汽車充電事業部成立于2010年三月，下設許繼電源有限公司和許繼馭能電氣有限公司。這兩個公司的主營業務是為電動汽車充換電站和規模化儲能電站供應整體解決方法，并為客戶供應關鍵設備的設計與制造以及工程服務。

4、新鄉新能電動汽車有限公司開發的“底盤換電”技術和商業模式，使電動汽車換電比加油還便捷，為推動我國新能源汽車加速發展探索出了一條新路。

從2011年十二月至今，我市100輛純電動出租車上路營運已經一年半。這些純電動出租車單車平均行駛9萬多公里，累計行駛里程超過900多萬公里，經歷了春、夏、秋、冬四季各種氣候條件下的檢驗，證明其性能安全可靠，運行平穩。

這些車最高時速120公里以上，滿電續航里程最高170公里，平均140公里。每公里耗電0.14千瓦時，成本僅0.31元，比燃油成本降低57%。所有示范運營車輛的運行數據，實時顯示在新能公司充換電系統管理中心的大屏幕上，電池的電量、電壓、電流、溫度，電機轉速等關鍵部件信息實時采集上傳，執行全程安全監測。一年半時間運轉良好，無安全事故發生，同時使廣大消費者使用成本大大下降，經濟與社會效益顯著。

新鄉換電式純電動出租車示范運營實現了“三個突破”：一是技術創新的突破。新能汽車底盤換電式電動汽車是我國人自主研發的純電動汽車技術，擁有完全自主知識產權，獲得國家發明專利。二是運營量的突破。100臺換電式電動出租車集中投入示范運行，這是世界上第一批有量的底盤換電式電動汽車投入商業運營。三是商業模式的突破。新鄉換電式出租車示范運營建立了“車電分離、換電為主”的商業模式。

發現自己駕駛的車子發出電池電量不足警報，就駛到換電站，機械手伸到底盤下，舊電池取下，新電池就位，不到3分鐘，打卡付費40元。

成功應用于國家電網的新鄉振中街換電站，是國內第一家投入運營的“地盤換電”式電動汽車換電站。

四、換電技術作為主路線推廣后對行業的影響

一旦使用“換電”模式，那么，意味著電池和汽車將成為獨立分離的產品，每一輛車都在對應不同的電池。充電站將會主導這些電池的保管、使用和流通。將可能導致三個結果：

其一，汽車電池和汽車銷售的渠道分離。4S店賣汽車，而電池將重要從充電站銷售(也可能會是租賃的模式)。

其二，充電站逐步主導電池標準。一旦“換電”模式普及，充電站將影響電池配套商的標準(也可以通過官方公布一個強制性標準)。充電站完全有可能拋開主機廠，去和獨立的電池供應商建立合作關系?；蛘吒纱?，自己來制造電池。

其三，充電站將有利于占領價值鏈的其他環節，例如服務和金融。例如電池租賃，電池保養，電池剩余電量的交易和回收。甚至是點對點送貨上門、電子商務等多種可能性。假如電動汽車能夠達到一定規模，這些衍生業務具有極大的想象空間。

五、換電技術的問題

（一）技術問題

在以換電為主的純電動汽車試運行中，第一個電池儲能核心技術沒有取得突破，分析國內普遍使用的充電電池發現，電池存在體積大、笨重、儲存容量小（相對而言），充電時間長，因此必須專門建設充換電站，充換電站要有足夠的存放蓄電池空間場地，要配套建設自動控制系統，讓機器人（機械手）幫助取、放和移動更換電池，頻繁更換到汽車上的電池固定又帶來新的運行缺陷，更換電池供應能源方式不科學（好比手機沒電后頻繁換電池，會帶來諸多問題），還有在換電站內充電的電池要長達3-4小時充電時間，這種長時間慢充注定不能支持大量車輛運營要，對充電完成的每組電池參數進行嚴格檢測篩選，再有每輛汽車更換的若干組電池要經過嚴格電壓參數匹配，以保證電池使用壽命周期，更換放置到汽車上的電池必須固定良好、接觸良好，目前公交和轎車固定電池方式，車輛運行要求公路路面平整，不適宜顛簸和震動運行，目前這種運營客車續航里程短。

（二）大規模車輛運行問題

一是充換電站建設問題，每輛公交車一般要配置九組蓄電池，通過機器人在兩側更換電池，每輛車充電模式不同，電池充電電量在80—300千瓦小時，大車一般1.5千瓦小時能夠支持車輛運行1KM，小車0.3千瓦小時運行1Km，每次充換電后車輛行駛里程50——200KM，當夏季和冬季要啟用車輛空調時，續航里程大打折扣，每組電池充電時間3-4小時，要滿足幾十輛，上百車輛運行必須建設相當規模的充換電站，要解決充換電池存放和車輛停放排隊場地，還要配備相當數量人員管理、運行維護充換電站內設備和電池。

（三）管理問題

大規模換電車輛運行，必須考慮車輛購置、運行成本，后續管理和電池對環境的污染問題。一是車輛購入成本大幅度新增，以公交車輛為例，廠家每輛車售價約150—170萬元，其我國家每輛財政補貼50萬元，氣電混合公交每輛100萬元，國家補貼42萬元，純電動小轎車每輛30萬元（其中電池大約10萬元），國家補貼6—8萬元，而傳統燃油公交車輛燃油和燃氣公交每輛售價大約在45萬元左右，購車單位（者）要投入更多資金，可能帶來商業運行的嚴重虧損或支出更高的運行成本。二是車輛運行成本問題，換電車輛和傳統燃油車輛比較，充電電費與燃油運行成本基本持平，但電池使用周期結束后要投入巨額資金更換電池，附帶換電站運行成本遠大于加油站運行成本。三是后續運行管理問題，為了保證車輛運行，要新增專門的充換電站服務管理環節，車輛運行過程中涉及電池日常維護、充電換電池操作、車輛行駛過程中電池故障，如何保證夏季高溫條件下電池散熱和暴雨情況下防雨水進入（滲入）電氣回路，換電站自身設備和站內電池安全問題不可忽視，還有斜坡（陡坡）起步和駐車問題。四是眾所周知電池會帶來更大的環境污染問題，國內電池使用周期一般5—7年，廢舊電池如何處理，對環境出現的污染如何消除，還沒有找到有效途徑。

（四）統一問題

電動汽車身上還有更多待統一的東西，比如電池的制式，大小，無法統一大小容量、體積，但至少可以做成統一標準的小分格，就像鉛酸蓄電池里的電池槽與電池格板格式統一，可以更換。這個問題要比充電接口問題更大：因為充電樁的建設無非就是南方電網和國家電網，生產商無非就是汽車公司，而電池生產商卻真是太多了，規模、資質也多種多樣，他們生產的電池，最終決定了整車廠的電池格式。

（五）消費者支持問題

電動汽車充電好還是換電好的爭論也逐漸升溫，爭論的焦點集中在哪種方式能更多地節省消費者的時間，能更大地降低社會成本，能更好地利用夜間用電低谷時間充電等問題上。

六、國家頂層設計層面對此路線的態度

隨著近日國務院正式公布《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012—2020年）》，近年來圍繞新能源汽車的一系列爭議也一錘定音。在技術路線之爭上，新能源汽車規劃敲定以純電動汽車和插電式混合動力汽車作為戰略方向，并兼顧普及混合動力汽車；而在至關重要的商業模式上，電網主推的換電模式被邊緣化；備受爭議的低速電動汽車則被完全否決。

換電池模式被邊緣化

電動汽車推廣一直存在充電和換電兩種商業模式之爭。換電模式的推手國家電網和南方電網，近幾年來也積極建設電動汽車充換電站。去年初，國家電網首次提出“換電”模式，認為電動汽車的基本商業運營模式應為“換電為主、插電為輔、集中充電、統一配送”。

但換電模式在新能源汽車規劃中最終被淡化。規劃專門有一小章節論述“積極推進充電設施建設”，而對換電模式只是簡單提及“探索新能源汽車及電池租賃、充換電服務等多種商業模式，形成一批優質的新能源汽車服務公司”。

據國家863“節能與新能源汽車”項目監理咨詢專家組組長王秉剛向媒體介紹，《規劃》制定初期，已經基本確定了“充電為主，換電為輔”的路徑，但最后改了，并沒有寫明這一條?！皳Q電模式基本上沒有被提及，實際上它只成為一種實驗性的模式存在未來的發展路徑中?！?/p>

汽車分析師崔東樹向南方日報記者介紹，電動汽車的量產初期一般是公交和出租使用，可以采用換電模式。但換電模式也將導致耽擱車主大量時間，以及不夠安全等問題，也缺乏社會合力。

他還認為，換電模式是電池供應商和電網公司把電池的全部利益壟斷。廠家只能按照電池的標準規格進行車輛設計和生產，無法實現消費者的個性選擇需求，而且無法形成對電池供應商的優勝劣汰，壟斷供應不利于電池技術的提升。

王秉剛也認為，假如充電時間過長，是可以采用換電模式的，所以在某些領域，也還是可以考慮使用的。但假如目前考慮換電模式，成本會新增。采用換電模式一臺車平均要配1.7套電池，一個電池在充，另外一個電池在車上使用，成本還是太高。

一位比亞迪電動汽車經銷商也向南方日報記者介紹，由于電池模塊的一致性問題，在私人用純電動汽車上，換電模式的弊端較為明顯。而且，由于電池在車上的組裝位置，也造成了換電池的不方便。

七．應用的方向

換電技術路線公共運輸系統的采用性比較高。而民用上在更可能采用的是快充和慢充兩種技術路線，這在頂層設計上已基本明確。

八．備電技術

對此種技術我只供應兩組數據來說明。在目前可廣泛應用的技術層面上：

1、一套整車動力鋰離子電池的售價在10萬元左右。

2、一套整車動力鋰離子電池的重量在350KG左右。

所以從這兩個數據上，要么在資金上備用不起、要么無設備的情況下換不上。個人認為商業化的路漫漫。