純電動汽車換電模式可行性分析

劉洋 孟龍 馬海英 王健兒

黃河交通學院 河南省焦作市 454950

1 引言

純電動汽車已成為當代汽車發展的主要方向，隨著純電動汽車在市場占有率的提高，其充電問題最受人們關心，換電模式研究的目的是幫助消費者解決充電難、充電時間長等問題。換電模式大多主要集中在運營車輛、物流車輛上，但是在私家車方面，車電分離模式還很少見到，不過已經有一些企業在做這方面的布局。車電分離技術在純電動汽車上運用可以降低消費者的購車成本，增加消費者的購買欲望從而提高純電動汽車在市場的占有率。

2 純電動汽車換電模式分析

純電動汽車換電模式指通過集中型充電站對大量電池集中存儲、進行集中充電、進行統一配送，并在換電站內對新能源汽車進行動力電池更換服務，可以集電池的充電、物流調配、以及換電服務于一體。換電模式可以幫消費者省去購買電池的大筆費用，并且可以解決充電時間長、充電難的問題。

2.1 換電技術分析

當下常見的換電技術主要有底盤換電技術和彈匣換電技術。

底盤換電技術是將動力電池與底盤組合在一起，機械臂快速準確的找到汽車動力電池部位的卡扣并且將動力電池快速拆卸，換上一塊新的動力電池，在整個過程中不需要人工參與其中。底盤換電方式能夠實現對動力電池的自動拆卸和安裝，保證定位精準、可靠度高。

彈匣式換電技術通過采用形似彈匣的安全艙從而得名，這項技術從電池的內部結構、電芯采用的材料、電池管理系統和冷卻系統四個方向，提高了動力電池的整體安全性。在整包針刺的試驗中，并沒有發生起火點和爆炸的現象，彈匣式換電核心技術表現在采用超高內熱穩定電芯，快速降溫三維冷卻系統，超強隔熱安全艙，全時管控的第五代管理系統。

2.2 市場分析

目前，進軍換電模式企業有蔚來汽車、吉利汽車、北汽純電動等相關企業，換電模式的相關技術、換電技術的安全性以及動力電池的研究等技術標準還未達到統一標準。吉利科技集團和蔚來汽車正在研究把換電模式運用到私家車領域，但換電模式對于私家車輛將有很多問題。私家車與運營車輛相比，運營車輛車型統一、采用電池相同，對于私家車來講，換電車型規模較多，換電標準與換電技術采用不相同，動力電池標準統一較困難。

2.3 相關政策分析

目前換電模式還處于發展階段，在政策的支持下，換電標準正在不斷的進行完善，由蔚來汽車、中汽中心、北汽新能源汽車等單位牽頭起草的GB/T《電動汽車換電安全要求》推薦性國家標準通過了審查，意味著換電模式的發展有了官方標準，在《家用汽車產品修理，更換，退貨責任規定（修訂征求意見稿）》中國也將動力電池、驅動電機納入三保原則中，而消費者在購買新能源汽車時也不用擔心純電動汽車三大件有任何問題 。換電模式與車電分離模式相結合，使新能源汽車的購車價格大幅度下降，而動力電池采用租賃的方式進行使用。

3 換電模式風險分析

3.1 風險識別

換電模式存在著風險包括政策標準風險、市場風險、技術風險、運營及財務風險。其中政策風險分為宏觀政策風險、政策支持風險、電池管理政策風險以及換電的標準風險；市場風險主要包括市場宏觀環境風險、市場競爭風險以及市場需求風險；技術風險主要分為技術開發風險、換電站安全技術風險、技術替代風險以及技術競爭風險；運營風險主要分為換電站網絡建設風險、換點展望運營及維護風險；財務風險主要分為營利性風險合成本控制風險。各風險及子風險如表1所示。

表1 換電模式風險及子風險模型

3.2 風險評估

本文通過運用層次分析法和模糊綜合評價法對換電模式的風險進行評估，為準確的客觀評估換電模式風險設置了兩個指標：一是各風險的風險權重，二是各風險的影響矩陣。因換電模式設計風險眾多，本文已政策標準風險的評價為例，視說明對風險的評估過程。

3.2.1 政策標準風險

（1）確定政策標準風險中各風險的權重A1：該權重數據通過查找相關資料得出結果。政策標準各子風險的權重結果A1=（0.250，0.200，0.250，0.300）。

（2）確定政策標準風險中各子風險的影響矩陣R1：為了比較明確地各風險等級的影響程度，對各風險的賦值等級分別進行了劃分：極小風險程度賦值區間為[0，10%]、較小風險程度賦值區間為（10%，40%]、中等風險程度賦值區間為（40%，60%]、較大風險程度賦值區間為（60%，80%]、極大風險程度賦值區間為（80%，100%]。通過查找相關資料對數據進行分析處理，風險影響程度分析結果，如表2 所示。

表2 政策標準子準則層風險影響程度結果

由此得到政策標準風險U1 的評價矩陣R1，如下所示：

（3）政策標準風險U1 的綜合評價矩陣：

從綜合評價矩陣的運算結果可以看出，政策標準風險的風險評價等級是較大風險。

3.2.2 市場風險

（1）確定市場風險中各子風險的權重A2=（0.250，0.200，0.300）。同理對數據進行分析處理，由此得市場風險U2 的評價矩陣R2，如下所示：（2）市場風險U2 的綜合評價矩陣：

B2=A2R2=（0.111，0.162，0.114，0.194，0.233）

從綜合評價矩陣的運算結果可以看出，市場風險的風險評價等級是中等風險。

3.2.3 技術風險

（1）確定市場風險中各子風險的權重A3=（0.250，0.200，0.300，0.200）。 由此得技術風險U3 的評價矩陣R3，如下所示：（2）技術風險U3 的綜合評價矩陣

B3=A3R3=（0.136，0.204，0.169，0.234，0.208）

從綜合評價矩陣的運算結果可以看出，技術風險的風險評價等級是中等風險。

3.2.4 運營及財務風險

（1）確定運營及財務風險中各子風險的權重A4=（0.200，0.300，0.300，0.250）。

由此財務及運營風險U4 的評價矩陣R4，如下所示：

（2）運營及財務風險U4 的綜合評價矩陣

B4=A4R4=（0.086，0.336，0.131，0.305，0.296）

從綜合評價矩陣的運算結果可以看出，運營及財務風險的風險評價等級是較大風險。

經分析，換電模式政策風險及財務運營風險屬于較大風險，技術風險和市場風險屬于中等風險，換電模式各風險的評估結果與市場上相關換電企業面臨的實際情況基本吻合，說明該方法合理、有效。

3.3 換電模式的風險應對建議

換電模式的整體風險較大、但參與企業不多，為促進換電模式的發展，建議企業重點關注換電項目的標準，換電技術競爭及代替風險，并合理管理運營模式，有效控制財務風險。

雖然目前換電模式風險偏大，但隨著純電動汽車市場占有率逐漸提高，換電技術逐漸的升級，換電站的合理運營，都會推動著換電模式的發展。通過提前了解市場的變化，以及各風險的變故，努力將各種風險降到最低，這樣才能提前預測或者避免其他不必要的風險。

4 結語

通過對換電模式風險進行分析，相關企業應關注國家政策的推行，根據政策的制定進行深入的研究，并應對市場進行分析，研究出屬于自己運營模式。對換電模式初期的建設做好規劃，避免不必要的損失。新能源汽車銷量的大幅提高，也就意味著換電模式的市場空間變大，未來會有更多的相關企業對換電模式進行研究，因此換電模式在今后大有可為。