由于受制于当前技术水平，纯电动汽车连续行驶里程有限，续航焦虑一直是制约新能源汽车发展的一个重要因素。传统的充电模式不仅充电时间长，而且在充电站的建设上也存在诸多局限性。此时，换电模式弥补了这一缺陷，解决“充电效率”的长期痛点，并具有电池养护、储能、降低购车成本等优势。那么，到底什么是“换电站”？优势在哪里？代表企业有哪些？今天的这篇文章，一次性把“换电”这件事儿讲个明白。
新能源汽车换电系统
换电站定义
换电站是指通过集中型充电站对大量电池集中存储、集中充电、统一配送，并在电池配送站内对电动汽车进行电池更换服务或者本身就集电池的充电、物流调配、以及换电服务于一体的电站。换电站的本质是挖掘动力电池全生命周期价值，实现企业和消费者利益再分配。简单的说，电动车不用充电而是直接通过更换电池满足续航，将车和电池分离进行补能。
车载换电系统示意图
换电站主要包含定位系统、换电系统、运维系统、安全系统和物流系统。其中换电系统是换电站的核心，由换电平台、码垛机、升降机构、锁止机构、连接器等组成；控制系统包括：充换电云平台系统、智能站控系统、配电监控系统、烟雾/安保监控系统等；供电系统：高压电柜、变压器、低压电柜等。
换电方式分类
按照功能的不同，换电站有不同的服务方式，常见的换电方式包括：底盘垂直、底盘侧方、分箱换电三种方式；自动化形式包括：手动、半自动及全自动换电；电池包形式分为整包和分箱两种。换电方式主要应用在商业运营车及私家乘用车。
1、底盘垂直换电方式（垂直对插式换电）
底盘换电是指从底盘下部拆下原有电池包并更换新电池包的方式，电池组通常安装在车辆底盘，电池隐蔽性较好，安全性较高，该方案主要应用在轿车、SUV、MPV及轻型物流车领域，目前主要是北汽、蔚来汽车、特斯拉等采用。此种方案易实现，更换电池用时较短，自动化程度高，但需要新建固定换电站，新增换电设备，现有换电投入较高。
2、底盘侧方换电方式（平行对插式换电）
电池以框架形式固定，电池安装稳固，电气连接可靠。电池的防护性依赖整车底盘的防护，密封性不易保证，需手动进行对正，操作工艺流程难以形成规范，换电时间较长。
3、分箱方式（端面式换电）
没有导向的轴孔，换电时行程较短，接合区域密，相应的车辆预留的换电位置和电池安装空间更小；主要靠电池车和车身上插件的接合面接合进行对正，插件本身制造精度较高，插件较复杂，成本较高。
通过各种换电方案的对比发现，底盘换电不占用车辆使用空间，不影响整车造型，是目前可行性较高的方案。通过便携式坡道或轮胎千斤顶将车辆抬高后，使用换电小车在车身底部进行换电的方案，改善现有底盘换电方案设备精度要求高、投入成本高、换电场地固定的缺陷，满足车主随时随地、快捷高效换电的需求。
各换电方式对比
换电模式的优劣势
1、优势：
⑴ 换电速度快，整个换电流程仅需3-5分钟左右，提高车辆的使用率，极大提高出行的便捷程度。
⑵无需占用车位，占地面积小，解决充电难问题。
⑶换电模式下衍生的“车电分离”模式降低用户购车成本，提高用户购买电动汽车的动力，有助于减少燃油车使用产生的碳排放。
⑷便于对电池进行集中管理、检测与维护，确保电池的性能及安全，延长电池使用寿命。
⑸通过“闲时充电、忙时换电”协助平衡电网负荷，降低电网的峰值压力，从而提升电网效率。
2、劣势：
⑴换电站前期投入成本高。换电站的建设除了用地、人力、换电设备购置等的成本外，还需要巨额的电池储备成本和电池充电、用电成本。
⑵换电站后期运营成本高。换电站中换电设备的操作及维护保养、动力电池的统一充电、存储和调配都需要一定数量的工作人员。
⑶换电标准还未实现统一。各汽车生产商和电池生产商对于换电车型的整体设计，电池的更换形式。电池的尺寸、接口等的标准各不相同。
来源：启源芯动力
换电产业链
换电行业产业链上游由电池供应商、换电站基础组件供应商、配套充电系统供应商组成，分别负责提供对应应用范围的动力电池和换电站设备、软件系统等。中游主要为换电站建设和运营商，负责换电站的搭建和运营，面向市场提供换电服务。下游主要由换电服务用户和动力电池回收方组成。
换电市场产业链
换电产业重点企业
目前，国内换电站运营商主要包括：一类为新能源汽车制造商，其打造换电站与自主生产的新能源汽车形成配套，如蔚来、吉利、伯坦科技等；另一类为第三方运营商，如协鑫能源、奥动新能源和启源芯动力等。动力电池主要包括宁德时代、比亚迪、亿纬锂能；充电系统主要有许继电气、通合科技、中航光电、永贵电器等；换电系统主要代表山东威达、科大智能、瀚川智能、博众精工等。
建设换电站需要什么条件
1、土地：需要拥有一个足够大的场地，可以容纳换电站的设备和电池存储需求。
2、资金：建设和运营换电站需要一定的资金投入，包括设备购买、安装、调试、日常运营等费用。
3、技术：需要具备相关的技术能力，包括电池管理、设备控制、换电技术等。
4、人力资源：需要有一支具备专业知识和技能的人力资源团队，进行设备的维护、电池的更换、安全监控等工作。
5、政策和许可：需要了解并遵守国家和地方的相关政策和法规，如环保要求、建设许可等，同时需要获得相关的运营许可。
6、用户需求：需要有一定的电动汽车保有量，才能保证换电站的持续运营。在建设换电站之前，建议咨询专业人士或当地相关部门，了解具体的条件和要求，以确保项目顺利进行。
来源：蔚来
换电站和充电桩的区别
1、兼容性换电站和充电桩相比，虽然都可以给电动车提供能源补给，但是在兼容性上来看的话，换电站是远远比不了充电桩的。因为充电桩对于电动车的品牌或是型号没有要求，都能充上电；但是换电站却是截然相反的，所以换电站要更受限制。
2、充电效率在充电效率上，换电站的优势是非常明显的，平均2-3分钟就能换好电开车走人。而充电桩在充电效率上就比不上换电站，时间要更长一些。但是部分换电站存在维护不到位，充电功率不足等问题，也会影响充电效率。
3、覆盖率目前换电站非常稀少，只是覆盖了主要大城市以及通行率较高的高速公路地区，无法与覆盖率极高的充电桩匹敌，更何况充电桩还可以直接装在家里。
来源：广汽能源
换电的应用场景
私家车、出租车、公交车、短途重卡均可以作为换电的应用场景，并且大多场景已经开始逐步落地。未来随着政策的鼓励和技术的推动，换电模式将进一步渗透进私家车领域，换电应用场景也将持续丰富。
重卡已成为业内公认的换电模式最佳适用场景之一。在国六排放全面实施及落实“双碳”目标的大背景下，换电在一定程度上解决了早期重卡电动化的一系列问题。重卡的重资产属性决定其要求高出行率、快速收回成本等，无法容忍因充电时间比较长而导致的闲置率高。但由于纯电动重卡自身装配电池更多、所需电量更高（充电版通常为800-1000度电)，即便在目前的快充模式下，采用双充电头通常也需要1-2小时左右，难与传统重卡的加油速度相比。而电池快换一般只需3-5分钟，足可媲美加油效率，“不耽误赚钱"，满足重卡用户快换快走的效率要求。
换电站的代表案例
在如今造车新势力中的蔚来，一个避不开的名词就是“换电”。作为主流车企中主打换电的品牌，蔚来也在过去的6年里，投入了数十亿的资金，建设自己的换电体系。8月20日，蔚来正式发布加电县县通计划，加密蔚来充/换电网络布局，将加电服务拓展至全国各县。蔚来计划在2025年6月30日前，实现全国充电县县通，并在13个省级行政区实现换电服务的普及。截止当日，蔚来已在全国设立换电站2480座及充电桩23009根，双项设施的建设数量在业内居于首位。
来源：蔚来
换电站未来发展趋势
换电站的未来发展趋势受到多种因素的影响，包括政策环境、经济趋势、技术进步等。从这三个方面对换电站的未来趋势进行预测。
1.政策环境：政策对换电站的发展起着重要的推动作用。为了完善新能源汽车的应用环境，促进新能源汽车的推广，国家对充换电基础设施的建设十分重视。政策不仅鼓励推广换电模式，还为换电站的建设提供了土地、资金、技术等多方面的支持。这将为换电站的快速发展提供有力的政策保障。
2.经济趋势：随着经济的发展和低碳化进程的推进，新能源汽车市场将会有更大的增长空间。换电站作为新能源汽车产业链中的重要一环，也将受益于新能源汽车市场的增长。同时，随着技术的进步，动力电池的产销量和装机量将会持续增长，从而保障换电站的快速发展。
3.技术进步：近年来，中国换电站技术取得了显著进步，例如部分企业已经实现了自动换电技术，大大提高了换电效率。同时，随着5G等新技术的应用，未来还将实现更加智能化、自动化的换电服务。这不仅会提高换电站的工作效率，还会提升用户体验，进一步推动换电站的发展。
然而，虽然未来换电站的发展趋势看起来十分明显，但还存在一些挑战，例如需要大规模建设换电站、提高电池的标准化和互换性等。因此，在推动换电站发展的同时，还需要解决这些挑战，以实现换电站的可持续发展。总的来说，换电站的未来发展趋势将受到多方面的影响。虽然面临一些挑战，但只要把握住机遇，积极应对，换电站的发展前景将是非常广阔的。
来源： 富泰捷检测创新中心、 充电桩维修服务商、碳汇智等综合整理
