电子发烧友网报道(文/莫婷婷)7月15日,蔚来董事长李斌转发了一则清华大学化工系教授、中国工程院院士金涌关于电动车换电技术的访谈视频,并表示蔚来汽车会在换电技术领域持续加大投入,由此引发业内对换电技术的再一次关注。

换电技术实现了让新能源汽车通过车和电池分离,更换电池进行补能,新能源汽车换电流程约为5分钟,大幅缩短了补能时间。提升电网效率是换电站的优势之一。

金涌院士在访谈视频中提到,所以要组成一个智能电网,必须提高电网的稳定性,这就需要储电设备。“用电池储电是效率最高的。我们知道一辆电动汽车,电池储电量大概是50千瓦到100千瓦。假如采用换电技术,电网有富裕的时候它储电,电网紧张的时候它可以反向供电,它也可以用来给汽车换电。不仅能够大量解决储电装置建设的问题,还可以形成柔性的电网(智能电网),对中国整体电力布局会有很大的支撑。”金涌院士指出。

换电技术也是电动汽车技术中最受争议的技术之一,这主要是涉及安全性和技术成熟度、经济成本与盈利模型以及标准化等各方面的问题。但目前来看,随着技术的迭代与成熟,换电技术逐渐受到认可,包括蔚来、上汽、东风等汽车企业推出了换电车型,宁德时代也入局换电技术,成为推动这一领域发展的关键力量。除了新能源汽车,重卡、电动两轮车也成为换电技术的新应用领域。

千亿级换电市场,中国石化、蔚来、宁德时代竞速布局抢占先机

新能源汽车换电的市场有多大呢?

头豹研究院的数据显示,2019年,新能源汽车换电行业市场规模为11.49亿,2023年达到124.33亿元,预计到2028年的市场规模将达到1749.17亿元。

新能源汽车换电行业市场规模的变化与供给端,也就是企业的布局息息相关。根据公开资料,各家企业的换电站建设进展为:2021年,中国石化规划在今年之前建设5000座,目前已累计建成充换电站超8400座;国家电投规划在今年之前建设4000座,截至2024年11月国家电投旗下启源芯动力的重卡充换电站建成及在建合计超1000座;在7月9日,蔚来第1000座高速公路换电站上线运营。至此蔚来1000座高速公路换电站连通全国550城,全国3399座换电站,8058座充换电站;江汽集团联手宁德时代、巧克力换电,宣布2025年计划建设1000座,巧克力换电站,中期目标1万座,最终实现3万座的布局。

从上述各家企业的规划可以看出,现阶段无论是乘用车还是商用车领域,各大厂商都在加快换电站的布局与建设,积极抢占市场先机。在商用车方面,“双碳”目标正加速推动商用车的电动化进程,新能源重卡特别是纯电重卡的市场渗透率持续提升,这也为换电模式的发展带来了新的增长机遇。

在换电行业的布局中,最受关注的莫过于宁德时代的正式入局。其参与被视为有望重塑市场格局的关键力量。

宁德时代推出了面向乘用车换电的“乐行换电”品牌及“巧克力换电块”技术。巧克力换电块采用模块化设计,可以组成不同容量和续航里程的电池系统。基于宁德时代的CTP(Cell To Pack)技术,巧克力换电块提升了电池包的成组效率,质量能量密度超过160Wh/kg,体积能量密度超过325Wh/L,可以提供约200公里的续航。搭载了自研的无线电池管理系统,提高了插拔部件的可靠性。

宁德时代已经与上汽、长安、广汽、五菱、一汽等多家车企展开合作,推出了换电车型。

换电车型能够带来哪些便利

蔚来表示,乐道L60从上海出发,全程换电换人不换车,在途经19个省份、81个城市,高速10000公里历时仅为98小时06分钟42秒,实现和油车一样便利,告别补能焦虑。

巧克力换电块最快能够在1.5分钟内完成电池更换,支持1.6C充电速率,可以在20-30分钟内完成电动汽车的充电。上汽与宁德时代共同开发 “巧克力换电” 标准,实现 5 分钟极速换电。上汽计划今年在上海、苏州试点换电站网络,通过电池租赁模式将 ID.3 用户使用成本降低 40%。

成本与收益的博弈,重卡换电暗战升级

尽管换电技术已经有着诸多优势,但其面临的争议也不少,其中之一就是建设成本,包括投资规模、电池资产等。

公开资料显示,单个换电站的投资规模约为150万至500万元。宁德时代计划2025年自建1000座,中期与合作伙伴共建1万座,大约需耗资60亿-300亿元。蔚来在换电站的投入已超180亿元。蔚来汽车电源管理副总裁沈斐曾估算,一座换电站每天需要换电50到60单,一年可收入50万元至60万元,才能保本。

协鑫能科的数据显示,单个乘用车换电站所需投资额为500.72万元,换电站、线路投资、电池投资分别为260.72万元、100万元、140万元。重卡的投资则需要翻倍的投资资金,约为1000万元。

也就是说,大规模建设换电站,对企业资金实力有极高的要求,特别是重卡换电站,因此目前可以看到重卡换电站主要以国家电投等国企在布局。

业内人士认为,当配套完善后,换电模式会逐渐成为新能源重卡的主流,这是因为换电模式越用越省。启源芯动力指出,在运输需求较稳定的条件下,公司运营的电动重卡实现了10%-20%的油电经济性,单车每年可节约3万-15万元。已有超过40款充换电产品匹配市面上绝大多数车型,合计超43000辆电动卡车及工程机械,节省约10亿升燃油消耗,相当于减少二氧化碳排放260万吨。

破局重卡补能,是换电技术的另一大应用领域。重卡赛道也成为电池企业的香饽饽,目前启源芯动力、宁德时代、欣旺达、国轩高科等企业均推出了可用于重卡的电池。

在换电方面,启源芯动力自主研发生产的CTB电池,具备“车电分离、车储共用”的特点。宁德时代推出“电池+换电站+生态”的重卡换电解决方案,并发布全球首款75#重卡换电标准电池、骐骥换电站。宁德时代指出,与油车相比,一辆采用骐骥底盘换电的重卡全年跑10万公里,单公里节省0.62元,相当于一年多挣6万元。

换电技术除了用在重卡上,也在外卖电动车市场率先开辟出一条全新的商业化路径。

那么,电动车换电的市场规模有多大呢?

来自全球新能源产业研究机构-起点研究院(SPIR)数据显示,2023年中国两轮电动车换电市场规模达84亿元,预计2030年将达到1050亿元,年复合增长率超过40%。数据显示,外卖骑手、快递员对换电服务有着更高的需求。

2024年3月,深圳市计划要在3年内新建5万台换电柜(50万仓),逐步达到电动自行车保有量与换电仓10:1的建设比例,形成“换电为主体、充电为补充”的新格局,建成深圳电动自行车“换电之城”。2025年,深圳计划新增电动自行车充换电口(仓位)2万个。在政策的带动下,电动两轮车换电技术正加速从试点阶段迈向规模化商用。

小结

换电技术正以差异化路径渗透多元场景。乘用车领域,蔚来、宁德时代等企业加速布局,但高昂成本与盈利门槛制约扩张,仍处于市场培育期;重卡赛道则是国企主战场,宁德时代“骐骥模式”、启源芯动力“车储共用”方案推动行业减碳。

需要关注的是,换电技术尚需破解标准化与成本困局。未来,在政策与技术双轮驱动下,换电技术能在多领域加速商业化落地,重塑新能源补能生态。

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