[汽车之家 技术] 对新能源车尤其是纯电动车型而言，充电时间是现阶段没法回避的痛。如果充电时间无法压缩到像传统内燃机加注燃油一样迅速，那么索性更换电池如何？上周蔚来在北京召开的发布会中就提到了提供换电服务的想法，它真能成为解决电动车充电时间过长的解药？很早之前特斯拉胎死腹中的换电计划，蔚来凭什么能够让其落地？且听长老我慢慢道来。
■ 换电到底怎么换
“电”究竟怎么换这个问题乍看之下有些可笑，说白了无非是将没电的电池组卸下，装上充满电的。电动车换电服务虽然仍未普及，但相信大家都有过为手电或者遥控器更换电池的经历。那么，问题是否像我们想象中的这样简单呢？
针对换电模式，蔚来官方制作了一部简短的视频，通过这段展示我们可以分析下看似容易的换电过程究竟暗藏何种玄机。
由于需要频繁拆装，因此支持换电操作的纯电动车型在设计上需要考虑到日常使用中，更换电池组的便利性。过于复杂的结构虽然有利于保证系统稳定性，但这将会大大提升换电过程中的操作流程，增加更换时间，这也是车主不希望看到的。
● 骨骼肌肉：固定机构
顾名思义，固定机构扮演的角色就像是骨骼与肌肉，它是保证整个动力电池组结构与车身部分连接稳定的核心。换电的过程需要拆卸一部分固定机构，动力电池组更换完毕后还有安装固定机构的环节。为了保证操作便利性与安装后的稳定性，大部分支持换电操作的动力电池组在固定机构部分都采用了特殊设计。
保证连接效果以及降低拆装难度似乎是天枰上的两端，设想车主频繁使用换电模式，那么固定机构是否定期需要更换？频繁使用后，其连接效果是否会因此下降？出现的更换成本由谁承担？这些问题都将成为横在推广换电模式路上的障碍。
● 血管神经：电气插件
动力电池组与车身的连接除了固定结构外，还包含有电气连接，其中既包含有能量的输送，又有通信协议的传递。这就像是人体中的血管以及神经结构。因此，你不难理解电气系统连接的重要性。
就像是给人做手术一样，血管以及神经错综复杂，而且稍有不慎，连接不牢或错位将直接影响器官正常工作。对于电动车而言，电气插件连接出现问题可能会导致车辆丧失动力，不过蔚来发布会上并未过多展示这部分机构的连接过程，具体实现方法我们还需日后见到实物加以分析。
● 毛孔：冷却系统
与传统内燃机车储存燃料的油箱不同，纯电动车型中储能的动力电池组在车辆行驶过程中会产生热量，考虑到对动力电池的保护，其多被设计为处于一个相对封闭的环境。就会导致温度的进一步攀升。为了减少热失控情况的发生，给它们冷却散热就尤为重要了。
无论是软包电池，还是圆柱体电池，其内部的化学反应与温度是密切相关的，如果没有冷却系统加以调节，那么容易导致电池组内部形成“热点”，最终可能产生热失控。轻则影响使用寿命，重则引发自燃，这就是冷却系统大显身手的时候。
具体到蔚来而言，北京发布会上公布的信息显示，其采用了主动式散热系统中的液冷结构。相比于空气冷却，液冷结构与电池壁面之间换热系数高，冷却速度快；当然也有缺点，那就是它对密封性要求高，质量相对较大，维修和保养复杂。此外需要水套、换热器等部件。这些管路的连接在更换动力电池组时都需进行拆装，对其密封设计、结构强度、耐用性提出了很高要求。
看到这里，您一定发现了，纯电动车型快速换电并非不可能完成的任务，而更类似于不好完成的任务。换电模式本身具有补充能源快的优点，但为了保证电气、冷却系统按照设计需求连接，系统需要完成复杂的搭接工作。当然，这仅仅是推广换电模式碰到的障碍之一。视频中展示的换电站虽然是全自动作业，但其本身在工作一定周期后也需人工进行检修、保养，另外即使占地面积减小到三个车位，但考虑到整体稳定性，也需建设固定装置，这同样会带来额外成本。可以说，蔚来并非换电模式的首个尝试者，它同样面临着此前车企无法解决的问题。
㊣■ 商业换电模式的前车之鉴
在我小时候，语文课本里有过一篇叫做《小马过河》的文章，核心意思是想知道事情深浅，只有自己尝试方能知道答案。不过对于蔚来这样的新兴车企而言，亲身尝试之前借鉴下它人经验，更有利于规避风险，毕竟造车这件事儿涉及到的投入巨大。
无论是将纯电动车型包装成市场、前卫的科技产品，还是将可回收概念与火箭联系到一起，埃隆·马斯克的行为总是挑战着世人对当下事物的理解。不过，这位钢铁侠的原型曾经败在了换电计划，更有趣的是他并非是挑战商业化换电模式失败的第一人，在他之前还有一家以色列公司Better Place。
换电模式想要完成商业运行，换电站数量以及密度会直接影响消费者使用感受。无论是欧洲、美国，还是中国，地价的持续走高使其占据了先期投入成本的很大一部分。10年前的2007年，Better Place起步之时为了减少这部分开销，只选择了在以色列、丹麦这样地价相对较低的国家地区进行试点。
无论是传统能源还是新能源车型，新车研发需要投入的财力以亿计算是很正常的情况。前面我们讲到换电车型动力电池组的特殊结构设计。为了达到设计目标，Better Place筹集了8.5亿美元资金用于研发。此外为了分摊开发成本，他们决定寻找车企合作伙伴。
在以色列人的规划中，Better Place的运营模式是建立一整套电动车充电、换电更换站体系和技术，让电动车通过更换动力电池组的方式，突破续航里程和慢充瓶颈，最终达到普及。具体而言，在落地的商业模式中，电池和车身是分开销售的。怎么样，这种模式是不是有些眼熟？没错，很多后来者都借鉴了此类模式。
Better Place还有更激进的想法，他们希望消费者都只购买不含动力电池的车身，然后成为其会员，使用他们提供的电池、充电桩、换电池站乃至更全面的驾驶辅助系统，甚至是深入的全天候服务。
除了与雷诺、日产合作，Better Place也在积极的谋求与其他车企进行联系，动力电池组作为纯电动汽车的核心之一，也涉及到了车企的核心技术。可按照Better Place设想的模式，动力电池组以及电网由他们提供，这无异于窥得各家保密技术的同时，扼住车企的哽嗓咽喉。随着时间的推移，包括雷诺、日产在内的车企对Better Place的态度日渐冷落。
根据当时公布的合作意向书，广州市政府鼓励广汽及其他汽车厂商制造可替换电池的电动车。故事到了这里似乎应该有个圆满的结局，但12个月后，随着政策方向发生巨变。我国政府明确了支持新能源车型尤其是纯电动车采用充电，而非换电模式。福无双至、祸不单行，更多坎坷等着Better Place，或者说商业换电模式......
除了比亚迪外，Better Place还尝试与奇瑞进行了合作，双方于2010年签署协议联合开发换电技术与相关车型。除此以外，双方还将进行充电基础设施的搭建。当年北京车展，奇瑞甚至展出一辆可更换电池的样车，其搭载的就是Better Place开发的动力电池组组及换电设备。按计划，双方合作开发的产品还将实现出口。
当然，奇瑞并不是无私的奉献者，在合作中他们更希望独立掌握换电管理系统，对于Better Place而言，那不仅仅是其核心竞争力，更是利润来源。最终这份看似有着美好前景的合作计划没有落地。
最后，让我们把视角拉回到蔚来。李斌显然也仔细思考过换电模式可能碰到的问题，因此在产品充电解决方案中，他明确表示了蔚来模式是以个人用充电桩为主，辅以国家电网这样的运营商，换电模式以及移动充电车等理念更像是锦上添花的措施。
全文总结：
对于我们每个普通消费者而言，现阶段新能源车型，尤其是纯电动车型其续航里程以及充电时间都明显影响着使用感受，几分钟内完成更换动力电池组方式的出现在一定程度上能够解决困扰。当然，对于厂家而言，为了提升用户感受需要进行巨额的硬件设施、软件开发投入，这样巨大的投入能否“等价”提升消费者感受谁都无法打包票。因此，绝大多数车企更倾向于对动力电池组进行开发，蔚来也不例外。在他们的规划中，个人用充电桩与国家电网结合的模式才是王道。（文/图 汽车之家 唐朝）
