[汽車(chē)之家 技術(shù)]  對(duì)新能源車(chē)尤其是純電動(dòng)車(chē)型而言，充電時(shí)間是現(xiàn)階段沒(méi)法回避的痛。如果充電時(shí)間無(wú)法壓縮到像傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)加注燃油一樣迅速，那么索性更換電池如何？上周蔚來(lái)在北京召開(kāi)的發(fā)布會(huì)中就提到了提供換電服務(wù)的想法，它真能成為解決電動(dòng)車(chē)充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的解藥？很早之前特斯拉胎死腹中的換電計(jì)劃，蔚來(lái)憑什么能夠讓其落地？且聽(tīng)長(zhǎng)老我慢慢道來(lái)。

■ 換電到底怎么換

　　“電”究竟怎么換這個(gè)問(wèn)題乍看之下有些可笑，說(shuō)白了無(wú)非是將沒(méi)電的電池組卸下，裝上充滿電的。電動(dòng)車(chē)換電服務(wù)雖然仍未普及，但相信大家都有過(guò)為手電或者遙控器更換電池的經(jīng)歷。那么，問(wèn)題是否像我們想象中的這樣簡(jiǎn)單呢？

　　針對(duì)換電模式，蔚來(lái)官方制作了一部簡(jiǎn)短的視頻，通過(guò)這段展示我們可以分析下看似容易的換電過(guò)程究竟暗藏何種玄機(jī)。

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　　由于需要頻繁拆裝，因此支持換電操作的純電動(dòng)車(chē)型在設(shè)計(jì)上需要考慮到日常使用中，更換電池組的便利性。過(guò)于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)雖然有利于保證系統(tǒng)穩(wěn)定性，但這將會(huì)大大提升換電過(guò)程中的操作流程，增加更換時(shí)間，這也是車(chē)主不希望看到的。

●  骨骼肌肉：固定機(jī)構(gòu)

　　顧名思義，固定機(jī)構(gòu)扮演的角色就像是骨骼與肌肉，它是保證整個(gè)動(dòng)力電池組結(jié)構(gòu)與車(chē)身部分連接穩(wěn)定的核心。換電的過(guò)程需要拆卸一部分固定機(jī)構(gòu)，動(dòng)力電池組更換完畢后還有安裝固定機(jī)構(gòu)的環(huán)節(jié)。為了保證操作便利性與安裝后的穩(wěn)定性，大部分支持換電操作的動(dòng)力電池組在固定機(jī)構(gòu)部分都采用了特殊設(shè)計(jì)。

　　保證連接效果以及降低拆裝難度似乎是天枰上的兩端，設(shè)想車(chē)主頻繁使用換電模式，那么固定機(jī)構(gòu)是否定期需要更換？頻繁使用后，其連接效果是否會(huì)因此下降？出現(xiàn)的更換成本由誰(shuí)承擔(dān)？這些問(wèn)題都將成為橫在推廣換電模式路上的障礙。

● 血管神經(jīng)：電氣插件

　　動(dòng)力電池組與車(chē)身的連接除了固定結(jié)構(gòu)外，還包含有電氣連接，其中既包含有能量的輸送，又有通信協(xié)議的傳遞。這就像是人體中的血管以及神經(jīng)結(jié)構(gòu)。因此，你不難理解電氣系統(tǒng)連接的重要性。

　　就像是給人做手術(shù)一樣，血管以及神經(jīng)錯(cuò)綜復(fù)雜，而且稍有不慎，連接不牢或錯(cuò)位將直接影響器官正常工作。對(duì)于電動(dòng)車(chē)而言，電氣插件連接出現(xiàn)問(wèn)題可能會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛喪失動(dòng)力，不過(guò)蔚來(lái)發(fā)布會(huì)上并未過(guò)多展示這部分機(jī)構(gòu)的連接過(guò)程，具體實(shí)現(xiàn)方法我們還需日后見(jiàn)到實(shí)物加以分析。

● 毛孔：冷卻系統(tǒng)

　　與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)儲(chǔ)存燃料的油箱不同，純電動(dòng)車(chē)型中儲(chǔ)能的動(dòng)力電池組在車(chē)輛行駛過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，考慮到對(duì)動(dòng)力電池的保護(hù)，其多被設(shè)計(jì)為處于一個(gè)相對(duì)封閉的環(huán)境。就會(huì)導(dǎo)致溫度的進(jìn)一步攀升。為了減少熱失控情況的發(fā)生，給它們冷卻散熱就尤為重要了。

　　無(wú)論是軟包電池，還是圓柱體電池，其內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)與溫度是密切相關(guān)的，如果沒(méi)有冷卻系統(tǒng)加以調(diào)節(jié)，那么容易導(dǎo)致電池組內(nèi)部形成“熱點(diǎn)”，最終可能產(chǎn)生熱失控。輕則影響使用壽命，重則引發(fā)自燃，這就是冷卻系統(tǒng)大顯身手的時(shí)候。

　　具體到蔚來(lái)而言，北京發(fā)布會(huì)上公布的信息顯示，其采用了主動(dòng)式散熱系統(tǒng)中的液冷結(jié)構(gòu)。相比于空氣冷卻，液冷結(jié)構(gòu)與電池壁面之間換熱系數(shù)高，冷卻速度快；當(dāng)然也有缺點(diǎn)，那就是它對(duì)密封性要求高，質(zhì)量相對(duì)較大，維修和保養(yǎng)復(fù)雜。此外需要水套、換熱器等部件。這些管路的連接在更換動(dòng)力電池組時(shí)都需進(jìn)行拆裝，對(duì)其密封設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐用性提出了很高要求。

　　看到這里，您一定發(fā)現(xiàn)了，純電動(dòng)車(chē)型快速換電并非不可能完成的任務(wù)，而更類(lèi)似于不好完成的任務(wù)。換電模式本身具有補(bǔ)充能源快的優(yōu)點(diǎn)，但為了保證電氣、冷卻系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)需求連接，系統(tǒng)需要完成復(fù)雜的搭接工作。當(dāng)然，這僅僅是推廣換電模式碰到的障礙之一。視頻中展示的換電站雖然是全自動(dòng)作業(yè)，但其本身在工作一定周期后也需人工進(jìn)行檢修、保養(yǎng)，另外即使占地面積減小到三個(gè)車(chē)位，但考慮到整體穩(wěn)定性，也需建設(shè)固定裝置，這同樣會(huì)帶來(lái)額外成本。可以說(shuō)，蔚來(lái)并非換電模式的首個(gè)嘗試者，它同樣面臨著此前車(chē)企無(wú)法解決的問(wèn)題。

■ 商業(yè)換電模式的前車(chē)之鑒

　　在我小時(shí)候，語(yǔ)文課本里有過(guò)一篇叫做《小馬過(guò)河》的文章，核心意思是想知道事情深淺，只有自己嘗試方能知道答案。不過(guò)對(duì)于蔚來(lái)這樣的新興車(chē)企而言，親身嘗試之前借鑒下它人經(jīng)驗(yàn)，更有利于規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，畢竟造車(chē)這件事兒涉及到的投入巨大。

　　無(wú)論是將純電動(dòng)車(chē)型包裝成市場(chǎng)、前衛(wèi)的科技產(chǎn)品，還是將可回收概念與火箭聯(lián)系到一起，埃隆·馬斯克的行為總是挑戰(zhàn)著世人對(duì)當(dāng)下事物的理解。不過(guò)，這位鋼鐵俠的原型曾經(jīng)敗在了換電計(jì)劃，更有趣的是他并非是挑戰(zhàn)商業(yè)化換電模式失敗的第一人，在他之前還有一家以色列公司Better Place。

　　換電模式想要完成商業(yè)運(yùn)行，換電站數(shù)量以及密度會(huì)直接影響消費(fèi)者使用感受。無(wú)論是歐洲、美國(guó)，還是中國(guó)，地價(jià)的持續(xù)走高使其占據(jù)了先期投入成本的很大一部分。10年前的2007年，Better Place起步之時(shí)為了減少這部分開(kāi)銷(xiāo)，只選擇了在以色列、丹麥這樣地價(jià)相對(duì)較低的國(guó)家地區(qū)進(jìn)行試點(diǎn)。

　　無(wú)論是傳統(tǒng)能源還是新能源車(chē)型，新車(chē)研發(fā)需要投入的財(cái)力以億計(jì)算是很正常的情況。前面我們講到換電車(chē)型動(dòng)力電池組的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為了達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，Better Place籌集了8.5億美元資金用于研發(fā)。此外為了分?jǐn)傞_(kāi)發(fā)成本，他們決定尋找車(chē)企合作伙伴。

　　在以色列人的規(guī)劃中，Better Place的運(yùn)營(yíng)模式是建立一整套電動(dòng)車(chē)充電、換電更換站體系和技術(shù)，讓電動(dòng)車(chē)通過(guò)更換動(dòng)力電池組的方式，突破續(xù)航里程和慢充瓶頸，最終達(dá)到普及。具體而言，在落地的商業(yè)模式中，電池和車(chē)身是分開(kāi)銷(xiāo)售的。怎么樣，這種模式是不是有些眼熟？沒(méi)錯(cuò)，很多后來(lái)者都借鑒了此類(lèi)模式。

　　Better Place還有更激進(jìn)的想法，他們希望消費(fèi)者都只購(gòu)買(mǎi)不含動(dòng)力電池的車(chē)身，然后成為其會(huì)員，使用他們提供的電池、充電樁、換電池站乃至更全面的駕駛輔助系統(tǒng)，甚至是深入的全天候服務(wù)。

　　除了與雷諾、日產(chǎn)合作，Better Place也在積極的謀求與其他車(chē)企進(jìn)行聯(lián)系，動(dòng)力電池組作為純電動(dòng)汽車(chē)的核心之一，也涉及到了車(chē)企的核心技術(shù)�？砂凑誃etter Place設(shè)想的模式，動(dòng)力電池組以及電網(wǎng)由他們提供，這無(wú)異于窺得各家保密技術(shù)的同時(shí)，扼住車(chē)企的哽嗓咽喉。隨著時(shí)間的推移，包括雷諾、日產(chǎn)在內(nèi)的車(chē)企對(duì)Better Place的態(tài)度日漸冷落。

　　根據(jù)當(dāng)時(shí)公布的合作意向書(shū)，廣州市政府鼓勵(lì)廣汽及其他汽車(chē)廠商制造可替換電池的電動(dòng)車(chē)。故事到了這里似乎應(yīng)該有個(gè)圓滿的結(jié)局，但12個(gè)月后，隨著政策方向發(fā)生巨變。我國(guó)政府明確了支持新能源車(chē)型尤其是純電動(dòng)車(chē)采用充電，而非換電模式。福無(wú)雙至、禍不單行，更多坎坷等著B(niǎo)etter Place，或者說(shuō)商業(yè)換電模式......

　　除了比亞迪外，Better Place還嘗試與奇瑞進(jìn)行了合作，雙方于2010年簽署協(xié)議聯(lián)合開(kāi)發(fā)換電技術(shù)與相關(guān)車(chē)型。除此以外，雙方還將進(jìn)行充電基礎(chǔ)設(shè)施的搭建。當(dāng)年北京車(chē)展，奇瑞甚至展出一輛可更換電池的樣車(chē)，其搭載的就是Better Place開(kāi)發(fā)的動(dòng)力電池組組及換電設(shè)備。按計(jì)劃，雙方合作開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品還將實(shí)現(xiàn)出口。

　　當(dāng)然，奇瑞并不是無(wú)私的奉獻(xiàn)者，在合作中他們更希望獨(dú)立掌握換電管理系統(tǒng)，對(duì)于Better Place而言，那不僅僅是其核心競(jìng)爭(zhēng)力，更是利潤(rùn)來(lái)源。最終這份看似有著美好前景的合作計(jì)劃沒(méi)有落地。

　　最后，讓我們把視角拉回到蔚來(lái)。李斌顯然也仔細(xì)思考過(guò)換電模式可能碰到的問(wèn)題，因此在產(chǎn)品充電解決方案中，他明確表示了蔚來(lái)模式是以個(gè)人用充電樁為主，輔以國(guó)家電網(wǎng)這樣的運(yùn)營(yíng)商，換電模式以及移動(dòng)充電車(chē)等理念更像是錦上添花的措施。

全文總結(jié)：

　　對(duì)于我們每個(gè)普通消費(fèi)者而言，現(xiàn)階段新能源車(chē)型，尤其是純電動(dòng)車(chē)型其續(xù)航里程以及充電時(shí)間都明顯影響著使用感受，幾分鐘內(nèi)完成更換動(dòng)力電池組方式的出現(xiàn)在一定程度上能夠解決困擾。當(dāng)然，對(duì)于廠家而言，為了提升用戶感受需要進(jìn)行巨額的硬件設(shè)施、軟件開(kāi)發(fā)投入，這樣巨大的投入能否“等價(jià)”提升消費(fèi)者感受誰(shuí)都無(wú)法打包票。因此，絕大多數(shù)車(chē)企更傾向于對(duì)動(dòng)力電池組進(jìn)行開(kāi)發(fā)，蔚來(lái)也不例外。在他們的規(guī)劃中，個(gè)人用充電樁與國(guó)家電網(wǎng)結(jié)合的模式才是王道。（文/圖 汽車(chē)之家 唐朝）