换电VS.800V，谁才是电动车补能的终极形态？

作者：踢车帮
2022-10-27 14:24
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当时间节点拨至2022年，纯电动汽车旗帜鲜明地接过新能源汽车的发展大旗，未来十数年内，纯电是不可争议的主流动力路线，那么电动汽车的里程焦虑该如何打破？

大洋彼岸，美国总统拜登在2021年8月签署行政令，设立2030年新能源渗透率突破50%的目标，其中电动汽车占比40%。聚焦本土，中科院院士欧阳明高不久前也预计，国内新能源汽车渗透率在2030年前会达到50%，电动汽车自然是当仁不让的主力。

同时国内官方的预测与指引往往是偏保守的，《新能源汽车产业规划（2021-2035）》定下的目标是2025年实现新能源汽车占新车销售总量的20%，但事实上，根据中汽协数据，2022年9月的新能源汽车市占率已经达到27.1%，销量70.8万辆，其中纯电动汽车为53.9万辆。

电动汽车在市场端的狂飙突进，也将其在基建端的补能问题推上桌面。这其中，路线问题值得讨论：换电和超充（也即800V为代表的高压充电），哪个才是快速补能的终极方案？

换电的红与黑

还记得多年前一个土木学弟提出的疑问：既然要搞电动车，那为何不做换电？电池没电了，直接去换一块满电电池不就好了，不就可以像油车一样没有里程无忧了么？主修车辆工程的我在那时给出的回复是：换电的基础设施建设成本太高了，并且电池技术在不断发展，新技术电池和已有换电系统可能有兼容问题。

但当时我也提了一嘴，不过已经有一家叫“蔚来”的新势力车企在做换电了。多年后，蔚来已经度过了从0到1的建设困难期，截至2022年7月的第二届NIO Power Day，换电站已经迭代至第二代，数量经达到1011座。

体系化换电能力的建成，已经对新能源消费决策形成不可忽视的影响。当里程焦虑因为换电得到一定程度缓解，很多人便把蔚来作为新能源消费首选，有些用户甚至在提车几个月内都没有使用过充电模式，完全依靠换电来解决补能问题，在一些场景下，实现了“加电比加油”方便的愿景。近来，上汽旗下新能源品牌飞凡也入局换电，并且联合中石化、中石油“两桶油”与宁德时代，共同推进换电站建设。

国家队的强势入场，说明换电模式的价值得到行业认可，同时这种强势车企联合能源巨头的抱团模式，也可以应对换电模式的高昂建设成本问题。

但换电与最新电池技术的兼容问题依然存在。以蔚来为例，因为要做换电，蔚来电池包的尺寸被锁死在了2062*1539*136mm。诚然，蔚来仍可采用CTP（Cell to Pack）技术，提升电池容量，也可采用三元铁锂技术，改善生产成本。

但136mm的电池高度限制了车内Z向空间，对SUV而言，这个问题或许还不太明显，对空间宝贵的轿车，影响就难以忽略了。尤其是，特斯拉Model 3将至电池包高度将至120mm，小鹏也联合供应商把电池包高度优化到110mm打造出P7，纷纷收割纯电动轿车的差异化红利。

虽然蔚来也推出了电动轿车，但为了兼顾原有电池包高度和换电底盘，要在车身姿态和车内空间上做出一定妥协。这点在定位更为入门的ET5上较为明显，在车外压低的前舱盖、大倾角的前挡风玻璃和大溜背的车尾造型营造出强烈的运动风格后，车内前排坐姿高度和后排空间做出了很多牺牲。我的一个朋友便是看中蔚来的换电和ET5的内外设计，十分期待地盲订了一辆ET5，但在亲身体验过坐姿后，纠结下还是选择了退订。我能在聊天中感受到他的遗憾，“车子整体是真的喜欢，但确实不习惯这个高坐姿。”

此外，特斯拉、比亚迪、零跑等在推动的CTC（Cell to Chassis）技术也注定与换电无关。再展望一点，如果之后电池包高度可以进一步下降至90mm，一来地台高度可以比肩燃油车，二来电池质心高度的进一步降低会带来车身动态表现的改进。届时，换电电池包尺寸锁死的影响就更为突出了。

当然，谨慎入场的飞凡可以享受到当下最新的电池技术，例如上汽的低质心躺式电芯电池，以及飞凡宣称的可以适应不同电池包高度的换电技术。自然也不能排除蔚来推出适应电池包高度的换电技术，但那必然会经历一个复杂的验证过程和与前期沉默成本的对抗。而且，电池技术会不断进步，每一次迭代级改进，都是对蔚来、飞凡这些换电玩家的大考。

而对于换电，更大的挑战则是兼容。燃油车切换为电动车，核心技术由“三大件”转为“三电”，主流车企不会愿意核心技术攥于他人之手。

很多人可能不知道，蔚来的换电体系是向第三方开放的，但加入这个体系也就意味着动力电池要遵照蔚来标准打造，大众丰田们、BBA们显然不会接受这一点。毕竟燃油车时代，宝马就因劳斯莱斯收购案，暗嘲过大众没有12缸发动机，大众也正是这之后打造出了著名的W12发动机。核心技术必须自产，电动时代依然如此。

当换电不能兼容百家，基础设计的投入成本也就打了折扣，因为少数几个品牌的狂欢，换不来整个产业的欣欣向荣。所以，我们看到换电先锋蔚来也在7月的NIO Power Day上宣布，将于年底在换电站部署500kW（800V高压）超充桩。

800V的漫漫征途

我们在《【讲堂】800V高压架构来临，你还会里程焦虑么？》中科普过车端更新800V高压面临的种种挑战，诸如耐高压SiC材料MOSEFT器件的量产装车，高压纯电的系统性验证，以及背后的供应链匹配等。

这些其实都是水面上的冰山，而且随着小鹏G9、长安阿维塔11、长城沙龙机甲龙等车型的陆续量产上市，车端问题正在逐一解决。基建端的问题才是水面下的冰山，是更为严峻的挑战。

首先800V超充桩会对配电网造成前所未有的压力。现有快充电桩的功率一般为单枪下120kW，双枪下180kW，800V高压超充的部署会将这一数据提升至480kW，甚至500kW。

大踏步的功率提升意味着配电要求的提升，当下普通加油站的电容量仅为250kVA（kVA为视在功率，其与可支撑的电力使用功率kW切换可粗略地换算为：视在功率*0.9=功率），也就是只能支持一个180kW的双枪快充桩。本身即有强大储能能力的蔚来二代换电站，也只能部署两个500kW超充桩。

用电量的绝对数值提升外，800V高压超充桩还会造成更为恐怖的资源闲置问题。配电网的变压器损耗分为负载损耗和空载损耗，而峰谷差距大是当下的用电特点，也造成配电网资源的闲置，电动车的充电高峰恰与用电高峰重合，会进一步加剧资源闲置问题。此外，配电网因为负荷变化，会产生电压偏移，当电压偏移过大，就会造成电压越限问题，威胁配电网安全运行，超充桩带来的瞬时功率提升，势必会对本就饱满运转的配电网造成额外压力。

配置储能设施是车企们的解决方案之一，小鹏在发布480kW超充桩的同时，也推出了自研的储能充电技术，便是因此。但这将800V高压充电桩的成本进一步推高。

即使汽车行业内早已在尝试储能设施的成本优化，例如最早推出大电流快充的特斯拉，在将更具成本优势的磷酸铁锂引入动力电池体系前，就将其纳入储能电池体系，还有动力电池巨头宁德时代去年推出的钠电池，更有意义的流向应该就是凭借成本优势进入储能市场。

但综合上述种种因素，800V高压超充基建配套建设的实际成本其实是要高过“重资产项目”换电站的。800V前路漫漫，所以即使是国内第一个吃螃蟹的厂商小鹏，也只是在G9上选配功率更高的4C超充版本。

饶是如此，800V高压超充依然是电动车快速补能的终极模式，因为超充的兼容潜力决定了其有利于整个电动车行业的快速发展，最终的投入产出比会远大于换电。推进高压超充基础建设，车企们已经在行动了，并且也在开始联合行业外的相关力量，例如国家队成员长安在推出750V的阿维塔11时，也完成了A轮融资，领投的便是国家绿色发展基金。2023年，会是800V高压超充基建的元年。