新能源汽车的动力电池换电模式最早是在“十城千辆”北京试点示范中出现的，应用场景是纯电动公交车。那时的电池能量密度小、充电时间长，而纯电动公交车又不能停驶过长时间等待充电，这一特殊需求催生了换电模式。

拓荒换电业务

换电的纯电动公交车是由北京理工大学开发的。据牵头人孙逢春院士介绍，当年在动力电池与整车的连接上，他们团队费了好大劲，因为公交车在运行中始终处于振动状态，连接处的电流又很大，确保其在运行中接触良好是一大难题。此外，换电还需要经常性插拔，有可能出现过热甚至起火的情况，这是绝对不允许发生的。他们团队为此专门攻关，终于满足了经常性插拔之后稳定工作的要求，这一技术后来也被用于采用其他换电模式的纯电动汽车。

最早研究社会车辆换电模式的是国家电网公司，早在2010年就研究出了标准换电箱技术，用众泰朗悦和海马普力马两款车型，在杭州进行了500辆出租车换电运营模式的试点。除了在技术上获得突破、形成标准之外，国家电网公司还首次提出“车电分离、按里程收费”的商业运营模式，成为发展换电模式的开拓者。

不幸的是，2011年4月，一辆众泰朗悦纯电动出租车在杭州发生自燃，给刚刚起步的纯电动汽车www.jietaiwulian.com换电模式兜头浇了一盆冷水，换电模式一度遭到质疑。国家电网公司也由此放慢了换电站建设的步伐，在2014年的工作会议上提出了“主导快充、兼顾慢充、引导换电、经济实用”的工作方针。

推广换电模式

一般而言，出租车公司都是批量购买汽车，为便于管理，一般车型单一，但是对续驶里程和充电时间的要求最高，每天投运的车辆运营时间很长，往往等不了长达数小时的充电时间，最好能在与燃油汽车加油差不多的时间内迅速解决“补电”问题。与私家车不同，出租车公司希望一次多充电，减少每天的充电次数，以提高运营效益，这种特殊要求给换电模式创造了市场需求。

北汽是最早推广换电模式的汽车生产企业，主要的服务对象就是城市出租车，这也与北汽新能源汽车发展的目标客户定位直接相关。北汽从新能源汽车车型开发时就针对出租车的市场需求进行研究，专门开发了适用车型，电池组要方便拆卸，卡扣要能够准确识别、精准定位，便于自动拆装。与车型配套的换电站也一并被开发了出来，换电站大约一个集装箱大小，可以快速安装，不需要大费周章。司机将车辆开进换电站，整个换电过程自动完成。换下来的电池经检测后，在夜间利用谷电充电。专业化的电池维护有利于延长电池寿命。一旦发现有问题的电池，就及时进行维修或更换。还可对新旧电池分别计费，这对出租车来说非常重要。

北汽换电站起步是与奥动新能源汽车科技有限公司（以下简称奥动）合作，北汽提出换电电池的规格和技术条件，奥动负责换电站建设运营和提供备用电池。在换电的同时，还可以通过互联网进行记账结算，不需要人工收费，这进一步节省了时间。整个换电过程只需几分钟的时间，受到了出租车司机的欢迎。截至2022年底，北汽在北京市已经建成换电站超过175座，使用换电模式运营的出租车超过3.2万辆，北汽还陆续在厦门、杭州、兰州、广州等多个城市推广这种模式，开创了一种面向出租车市场的新营销模式。

最早在私家车领域开发可换电池产品的当数蔚来汽车，其第一款ES8产品就有可充、可换两种模式，之所以在产品推向市场时只向用户提供充电模式的产品，是因为此前一些企业不规范的做法致使蔚来汽车的换电模式生不逢时。

2016年，新能源汽车市场上发生了“骗补”事件，一些企业为了骗取国家的财政补助，铤而走险，其中就有“有车无电池”的造假现象，造假企业遭到了严厉处罚。事情过去很长一段时间后，有关管理部门对此还是心有余悸，一听到“裸车”销售就想起了“骗补”，好像二者之间总有某种说不清道不明的关系，一直对调整相关规定犹豫不决。管理部门经过长时间的沟通，又在管理措施上想了很多办法，才让换电模式逐步得到理解和支持，从2019年6月开始，陆续有车电分离的车型进入了汽车公告。

蔚来汽车的研发是从车端和换电站端同时起步的，2018年第一座换电站投入运营，大小大约相当于两个集装箱，占地大约相当于3个车位。第一代换电站为汽车换电时，司机将车开入换电站后必须下车，因为车辆要被举升起来才能卸装电池。第二代换电站改进为不需要举升车辆，用机械手从车底盘下面卸装电池，司机不用下车就能完成整个更换操作。

在营销方面，蔚来汽车对购买“裸车”的用户给予7万元左右的价差，与燃油竞争车型相比较，竞争力显然大增。

在商业模式方面，蔚来汽车开创了电池即服务(Battery as a Service，BaaS)——电池租赁和换电池服务，用户以每个月980元的租金租赁电池，每次换电还要支付换电费用，换电费用构成为（电费＋服务费）×电池的储电度数，电费按所在地区的实际电价收取，服务费略高于周边快充桩的收费水平。供用户选择的方式灵活多样，可选电池容量分别为70千瓦时、84千瓦时、100千瓦时，对应从415公里到580公里的续驶里程，用户如果有长途行驶的需要，那么可以租用续驶里程长的电池，不同容量的电池在同一车型上可互换使用。如果用户长时间停驶汽车，可以停止租用服务，待到有需求时再重新续租。蔚来汽车换电站以及采用换电模式的蔚来电动汽车分别如图1和图2所示。

实际上，蔚来汽车也在各地建设了快充桩，同等条件下，快充桩的投资回收速度要快于换电站。不过，换电模式是蔚来获取用户信任、增加用户黏性的一种营销手段，是着眼于长远而不是眼前的一种战略性安排，如能长期坚持下去，一定会获得用户的信任和依赖。

与北汽不同，蔚来汽车是自己主导建设和运营换电站，虽然简化了关系，但投资大幅度上升。此前雷诺和特斯拉曾试水自建换电站，但都没有坚持下来，随后改用快充电方式。就公司而言，蔚来汽车于2020年二季度首次实现了毛利率由负转正，真正实现稳定的经营利润还需要时间，弥补以前的亏损更是任重而道远，为此我曾经问过蔚来汽车的李斌，能把这种大投资的建设模式坚持下去吗？李斌对此充满信心。好在蔚来汽车的现金流一直保持在净流入状态，只要产品价格不大降，销量保持稳定增长，企业就能够实现可持续发展。

蔚来汽车在换电方面已经获得了1400多项专利，在这一技术领域处于领先位置。到2022年底，蔚来汽车的换电站已经达到1315座，累计完成换电服务超过1500万次，现在已经达到每天新增一座换电站的建设速度。蔚来汽车宣布，到2025年底将累计建设换电站4000座，其中有1000座计划在国外建设，同时向行业开放NIO Power充换电体系及BaaS，与蔚来汽车以外的电动汽车用户分享NIO Power建设成果，这等于对外展示了其长期坚守新能源汽车的决心和坚定意志。

换电模式大有可为

换电模式还有方便旧电池回收利用的好处。传统模式下，电池属于用户所有，厂家要从用户手里回购旧电池才能进行处理，而用户分散在四面八方，各个时期各种车型的电池都不一样，这给回收利用带来了很大的障碍。在换电模式下，这些问题全都迎刃而解，加上换电模式还具有规模优势，为电池的梯次利用和报废电池拆解提供了有利条件。

根据工业和信息化部发布的信息，截至2022年底，我国累计建成换电站共1973座。国家电投建成商用车换电站近100座。宁德时代也开始进入换电模式市场，新创立换电品牌EVOGO，利用动力电池最大生产企业的优势，开发出了“巧克力电池”模式。这是一种取消电池模组，从单体电池直接集成为电池组(Cell To Pack，CTP)的技术，能量密度超过160瓦·时/千克，单块电池组储电26.5千瓦时，可以提供200公里左右的续驶里程，整个电池组的长度和宽度是统一的，高度是不同的，可以灵活选择装一块电池组还是装两块电池组。宁德时代的曾毓群告诉我，已经有近十家企业在新开发的A级车型中选择“巧克力电池”，可以利用标准化模组组成电池系统，首批4座换电站已经落地厦门。

2021年11月，工业和信息化部启动新能源汽车换电模式应用试点工作，分综合应用类和重卡特色类开展试点，首批有北京、南京、武汉、三亚、重庆、长春、合肥、济南、宜宾、唐山、包头11个城市开展应用试点工作。