【天蓝智能冠名】雷洪钧博士观点｜在动力电池比能量持续提升情景下，为何还要推行换电模式？
摘要：换电模式”的推行已经偏离了新能源汽车发展的正常轨道。
大家知道，推行换电模式的基本理由有两条：一是动力电池比能量较低，不能满足运营里程的要求；二是动力电池充电时间长，不能满足运营时间要求。目前这两个问题已经在解决之中，且解决效果在持续提升。但是以北京为代表，却在积极推“换电模式”，还有一些重量级的专家，也认为北京的“换电模式”比较成功。
笔者结合自己的认识，认为“换电模式”的推行已经偏离了新能源汽车发展的正常轨道。主要观点如下：
一、电动汽车不是新东西，说是新能源汽车，却含有新意
世界上第一辆电动汽车在1881年就已经出现，距今已有137年历史了，比第一辆传统汽车的诞生还早一些。第一辆电动汽车由法国工程师Frenchman Gustave Trouve 制造问世，是一辆三轮电动汽车，整车及其驾驶员的重量约106kg，行驶速度为15km/小时，续航里程为16km，采用铅酸蓄电池供电，由0.1hp的直流电动机驱动。
接下来的20年里，电动汽车和燃油车竞相发展，但是人们更加需要续航里程较远的燃油汽车。因此燃油汽车开始迅速发展。由于燃油车的技术进步很快，电动汽车消失了。
在1897具有划时代意义的发明-再生制动，由法国人M.A.Daracq发明实现。再生制动技术可以在制动时回收车辆的动能并向电池充电。在20世纪90年代，电动汽车发展到顶峰，各大厂商都推出了具有同时代意义上的电动汽车，比如通用的EVI和法国标致的106Electic。
电动汽车与燃油车一直在一比高下，但因续航能力上不来，其发展缓慢，所以电动自行车、低速的电动车发展速度很快，规模已经很大，但没有时代意义，不能算是真正的新能源汽车。
一句话，电动汽车不是新东西，过去意义的电动汽车不能满足汽车时代进步的要求，比如目前低速的电动车，已经不是现代意义的汽车。现代意义的电动汽车，才是新能源汽车。
①现代意义的电动汽车，必须配有新技术、新结构、新动力。这就提升了电动汽车的时代意义，新能源汽车（电动汽车）是一个与时代同步发展的概念；
②过去电动汽车也是用电，电是清洁的。但电是二次能源，现代意义的电动汽车用的电，必须是用新能源，最好是清洁能源发的电，或者说，现代意义的电动汽车，必须有助于新能源的利用。具有这样的内涵的电动汽车，才是新能源汽车；
③现代意义的电动汽车用的电池，必须是环保型。什么是环保型？通俗的讲，过去的电池是不环保的。提醒：目前山东等地的低速电动车用的铅酸电池，被认为不环保，所以说铅酸电池的低速电动车不是现代意义的汽车。
一句话，电动汽车无论是换电，还是充电，或者是车载燃油增程器发电，工程上就是一种电能补充手段而已，其基本目的是提高电动汽车一次性续航里程，满足客户的需要。所谓新技术、新动力结构必须具备新能源时代的意义。
二、换电模式与充电模式比较，谁更有时代性意义
大家已经知道，具有时代意义的电动汽车，就是新能源汽车，而低速的电动车，连汽车都不算，为什么？理由是它不具备时代意义。发展电动汽车是新能源时代的要求，这个时代目前对电动汽车提出了3个方面的要求：
①电动汽车必须符合节能、环保的要求。目前电动自行车、低速电动车，有市场，但是用的是旧技术的电池（铅酸电池），不符合这个要求；
②发展电动汽车必须有助于国家能源结构的优化。电动汽车用电能驱动，电能来源渠道比较多，风能、水能、太阳等都能发电，发展电动汽车必须能有助风能、水能、太阳等新能源产业的发展；
③发展电动汽车必须有助于中国汽车工业的“弯道超车”。具体地说，发展电动汽车，必须带动中国动力电池业、电机业、电控业等众多产业的进步和发展。目前客观事实表明，中国发展电动汽车，已经将中国动力电池业推上世界电池行业的第一梯队的位置；
接下来，要讨论的是，发展电动汽车，是要带动“换电模式”还是“充电模式”的发展？或者说“换电模式”、“充电模式”谁更有助发展新能源的电动汽车呢？
说简单些，对电动汽车而言，“充电模式”是对车载电池直接充电，而“换电模式”就是把车载电池卸下来充电；原理上，换电模式在充电模式基础上，是对动力电池的充电空间位置，进行了挪动而已。为什么要挪动呢？还是回到了目前动力电池比能量低，电动汽车里程比较短，充电时间比较长的问题上来了。换电模式的提倡者，告诉用户，这个模式能弥补这以上的两个不足。主要理由有：
①可整合电力资源，利用晚上的谷电给电池充电；
②可有序安全地利用现有的供电设施集中补电；
③可一定程度缓解北方气候寒冷时，锂电池充电难；
④对用户而言，可节省补电时间。
对上面理由进行分析。①、②的出发点，有利于供电公司盈利；第③、④点，整车厂是目前有动力电池加热技术、快充技术能解决的问题。
换电模式下，在工程上，必须要求整车设计时，要把便于电池的装卸放在比较重要位置上来，但同时：
①如果把动力电池布置在后背箱里或者发动机舱，必然会导致汽车配重合理性（含底盘应力）、行驶安全性指标的下降；
②如果把动力电池布置在底盘上，对动力电池的保障要求就交给了用户，杂质、雨雪等进入系统的几率越来越大，汽车的安全性指标必然下降；
③电池频繁装卸、固定、连接，电池接口机械磨损加剧，对电池寿命影响会很大。这是基本常识；
④频繁交叉配置不同电池，电动汽车上众多的域处理器数据，就失去的利用价值。这是基本的专业常识；
⑤换电模式下，便于电池的装卸是基本要求，必然导致安装空间变小，电动汽车一次续航里程人为变短。
⑥换电模式在电动公交车上尝试已经失败。
一句话，换电模式表面上是在弥补电动汽车的不足，实质上有碍于电动汽车的发展和技术进步。目前电池寿命在正常的充电模式下，还满足不了汽车生命周期，如果推行换电模式，必然会减少电池寿命。基本结论是换电模式不具备时代特征。
三、一些电动汽车爱好者，质疑“换电模式”为什么不可以推广？
有例子为证。生活中有煤气坛子和桶装水的桶，商业模式就是“换”的模式。“换电模式”为什么不可以推广。回答如下：
①煤气坛子和桶装水的桶是低质品，装水的桶的价值不到100元，煤气坛子价值不到500元，同时他们可使用时间长。动力电池成本已经是整车的40%以上，动力电池的安全性要求高。动力电池归属谁，谁责任大；
②国家对动力电池管理比较严格。汽车出现安全事故概率比较高，是全生命周期管理。如果动力电池频繁周转，责任主体也会发生转移。换电模式会导致国家对动力电池管理制度落空；
③汽车出现质量问题，整车厂必须召回。动力电池在使用环节，如果可以由用户端自由频繁周转，出现质量问题，整车厂如何召回？所以说，换电模式会导致国家对汽车召唤管理制度落空。
四、换电模式还有多长时间的生命期？
①动力电池如果比能量长期提升不起来，充电时间长期也不能缩短，推广换电模式也是生命力的。如果有资本愿意推广换电模式，是推动者自己的事情；
②动力电池如果比能量，能支持电动乘用车一次里程500公里，电动公交车一次里程320公里以上，即满足一天的运营里程要求，换电模式就不会再有经济价值了；
③动力电池比能量提升速度比较快。从2008年的80wh/kg,到2018年的300wh/kg，提升接近4倍，还在持续提升，有厂家提出了2020年有500wh/kg产品出现。一句话，动力电池比能量，提升速度越快，换电模式就越来越没有经济价值。可以预计2020年时的换电模式，其寿命基本终结。
五、总结：
一句话，动力电池的不足，根本出路在于动力电池技术自己的进步和发展。换电模式是动力电池用户端想出来的办法，是权宜之作。笔者的观点是，整车厂研发新能源汽车时，不要帮倒忙。中国发展新能源汽车，一定是可以弯道超车的，其基本指标是可以与传统汽车一次里程PK的。目前城市内的电动汽车里程已经实现满足运营里程的基本要求。这是例证。
我理解，如果能实现白天运营，晚上充电，可以实现了换电模式提出的“削峰填谷”的目标了，电网（供电）就不会对“换电模式”有兴趣了。中国政府已经制定了动力电池的发展规划，动力电池比能量一定会一年比一年高的。
换电模式的推动者是基于对动力电池的现状了解，而提出的权宜之计。但是其对动力电池发展趋势了解不多，换电模式对电动汽车的发展和进步是在帮倒忙。
笔者提示，整车厂产品规划工程师要多了解动力电池发展速度和提升的指标，为企业的决策者提供科学而正确的方案，而不是仅仅站在自己的暂时的市场份额和盈利上，规划换电模式的推广。
注：本文作者雷洪钧博士为扬子江汽车公司高级工程师，中科智能网联汽车科学院院长，中国新能源企业家俱乐部专家委员会主任（为12月份的“2018中国新能源企业家俱乐部（SNEC）年会”提供支持）。