汽车“换电模式”在欧美行得通吗？

你是否曾经注意到快充站？是否看到汽车在快充站充电？实际上，许多充电站并未被充分利用。xLPesmc

单次充电的成本由设备成本除以充电次数决定。当充电次数较少时，单次充电的成本就比较高。这就是为什么快充的成本通常比家用慢充高3倍的原因。再加上，一些时候电动汽车充电并不方便，这也是许多电动汽车车主放弃快充的主要原因。xLPesmc

快充面临电力挑战

快充面临的最大挑战是电力问题。如果一辆电动汽车的电池容量为50千瓦时(kWh)，要想30分钟充满电，则需100千瓦的充电功率，该功率可以同时支持约80户美国家庭的日均用电需求。换句话说，支持大量电力的成本很高——特别是在硬件使用率不高的情况下。xLPesmc

充电站通常选择建设在商场和酒店等地，这些地方由于需要维持空调系统的运行，往往具备较强的电力供应能力。空调系统在不同时段对电力的需求也不同，例如夜间或非高峰时段人流量少，空调系统无需全力运行。此时，原本用于空调的电力可重新分配给充电站使用，从而提高了电力的使用效率。因为电网提供的是交流电(AC)，而电动汽车电池需要直流电(DC)，所以为电动汽车充电还需专门的电子设备。xLPesmc

为了降低成本，这些充电设备的尺寸往往偏小，使得汽车电池的充电时间更长，尤其是在多辆汽车同时充电的情况下。这导致“续航里程焦虑”成为一个挑战，驾驶员通常不知道多久才能把电池充满，充电时长取决于正在该充电站充电的汽车数量，以及这个商场/酒店的空调使用情况。xLPesmc

可以更换的标准电池

有一种办法可以解决上面提到的所有问题，那就是标准化的插电式和可更换的电动汽车电池。目前，世界上已经有了定义电池的机械和电气标准，这些标准使我们能够以较低的成本为许多产品供电。xLPesmc

理论上，人们可以拥有一个标准化的汽车电池，它的外观类似于特斯拉汽车的电池，但可以供多个品牌的汽车使用。该标准将定义电池、汽车和换电站之间的机械结构(例如高度、长度和宽度)、电气连接和通信。xLPesmc

目前，电动汽车的充电模式主要有两种——一种是汽车内置专用电池并定期充电，汽车需要经常停在充电桩前充电；另一种是使用标准的插拔式电池，即所有汽车都使用相同规格的电池，并能在几分钟内更换新电池，车主将为消耗的电量和电池损耗付费，当使用续航里程较短、成本较低的电池时，车主所需支付的费用也会较少。xLPesmc

对于日均行驶距离低于100英里(160公里)的驾驶者而言，可以换上低成本、低续航力的电池，白天驾驶汽车、晚上进行充电。因为低续航电池使用的稀土材料较少，所以这样可以降低成本方面的压力。如果需要长途旅行，车主可以换上高成本的高续航电池，或者更加频繁地更换电池组。多家电池制造商会互相竞争，从而降低电池的价格，所以还能通过商品化，来降低换电模式的成本。xLPesmc

在居家场景中，车主可以在自家车道上安装换电柜，该设施可以存储多个电池。换电柜中的电池利用太阳能电池板在日间进行充电，到晚上可以为房屋提供电力。根据需要，车主还可以使用换电柜中的电池，来更换汽车中电量不足的电池，这提供了一种快速“加油”的方式，减少了电动汽车的充电等待时间。xLPesmc

面临“先有鸡还是先有蛋”难题

换电模式还面临“先有鸡还是先有蛋”的问题。如果没有一个成熟的换电站网络，汽车制造商往往不愿参与其中，在没有一定数量的兼容车辆的情况下，投资机构也不太愿意去投资换电站。xLPesmc

蔚来汽车的换电模式是一个优秀案例，他们在全球建设了数千个换电站，其年收入超过80亿美元，年产销数十万辆支持换电的汽车。这主要得益于中国支持电动汽车的政策，以及中产及以上阶层的车主愿意为便利性支付更多费用。xLPesmc

还需制定相应的标准

如果多家电动汽车制造商共享电池和换电站，那么就需要制定相关的标准。这需要解决以下三个问题：xLPesmc

• 电池如何与汽车、换电站进行机械和电气连接？
• 电池如何与汽车通信？
• 汽车如何与换电站通信？

汽车制造商不会愿意投资由竞争对手控制的换电模式。因此，标准的制定可能需要中立实体的参与，比如基金会或政府机构。xLPesmc

各国政府已经在电动汽车充电基础设施上进行投资，他们可能倾向于拨出一小部分资金来支持标准的制定。更具体地说，他们可能会支持以下方面的研发、原型制作和测试：xLPesmc

• 可更换电池；
• 电池更换机制；
• 换电站；
• 电池处理设备；
• 电池运输基础设施。

为了鼓励广泛采用，开发的技术可以被免费且公开地传播。xLPesmc

规模经济推动换电模式成本下降

一旦换电标准确立，消费者的需求将在一定程度上推动该模式的采用。这种需求的大小可能取决于愿意为便利性买单的中产及以上阶层的电动汽车驾驶者的数量，再加上那些无法在充电站等待的高里程电动汽车驾驶者的数量，以及无法方便地使用充电基础设施的电动汽车驾驶者的数量。xLPesmc

那些大量进口石油的地区如中国和欧洲，可能会率先普及这种模式的电动汽车，因为电动汽车可以减少对外国石油的依赖。相比之下，美国是石油生产大国，该国对电动汽车的兴趣较小。然而，随着电动汽车在中国和欧洲的持续渗透，规模经济将推动换电模式的成本下降，这种模式可能会在全球范围内获得认可，包括那些石油生产大国、最初对电动汽车不太感兴趣的地区。xLPesmc

本文翻译自《国际电子商情》姊妹平台EETimes，原文标题：Do We Need Swappable Standardized EV Batteries?xLPesmc