蔚来汽车推出高效换电技术
蔚来汽车公司（NIO）于2014年创立，是一家全球化的智能电动汽车公司。该公司在推出首款电动运动型多功能车（SUV）ES8后，正在将业务向轿车领域拓展，在中国电动汽车市场的影响力也在不断扩大。2021年，蔚来汽车公司开始进军欧洲市场，并选择挪威市场作为首站。此后，蔚来汽车公司加快了全球化布局，目前该公司已在荷兰、德国和丹麦等国家开始预售EL7 SUV、ET7和ET5车型。
早在2015年，蔚来汽车公司还处于初创期，拥有丰富的新能源动力系统研发经验的沈斐就加盟了该公司。经过近10年的发展，如今蔚来汽车公司员工数量已超15 000人，而沈斐也已成长为公司的副总裁，主要负责动力电池系统的设计开发和电动汽车充换电技术的研究，以及换电站等基础设施的设计开发工作。
换电优势
在蔚来汽车欧洲新车发布会举办之前，沈斐提前抵达发布会现场，亲自驾驶一辆蔚来ES8 SUV，在欧洲开启了一次行程为4 000 km的“自驾游”。此行目的既是对欧洲电动汽车消费市场及充电网络的考察，也是为其品牌进军欧洲市场进行的“预热”。沈斐表示，“欧洲的快速充电器网络领先于中国。蔚来汽车公司提出的高效换电战略和电池租赁模式是一种独特的销售主张（USP），领先于其他电动汽车制造商更换电池的方式，具有很强的竞争优势，将成为公司的核心商业模式之一。”
根据蔚来汽车公司发布的换电政策，蔚来汽车车主可自驾前往该公司换电体系内的任意换电站享受换电服务。蔚来汽车公司的换电平台系统采用全自动控制，当电动汽车开到换电站并将车辆停入指定位置后，换电站将通过换电平台进行电池回收，并可在5 min内将已耗尽电量的电池更换为满电量的电池。目前，蔚来汽车公司在中国拥有1 150个换电站，并计划到2025年在欧洲布局1 000个换电站。
据沈斐介绍，最初蔚来汽车公司提出换电模式的想法比较简单，就是希望电动汽车用户享受到与加油一样便捷的出行体验。但当公司充分论证了换电技术的发展前景后，蔚来汽车公司意识到换电模式具有一定的商业价值，其他方面的优势也逐渐体现了出来。此外，蔚来汽车公司还将推行“车电分离”模式，实施电池租赁服务业务，这也意味着该公司将会把电池成本从整车生产成本中分离开来。
沈斐指出，在电动汽车的使用寿命内，动力电池和其所使用电能的成本与内燃机车辆的运行成本有一定差距。如果能源价格持续上涨，两者的成本差异可能会发生变化，主要差异点在于内燃机车辆的用户从开始使用燃油车到不再购买燃油车这12～15年内所承担的燃油成本。“当电动汽车用户购买汽车时，用户就必须为动力电池承担额外的成本。因此，蔚来汽车公司认为应该通过电池成本和整车生产成本分离的方式，降低用户的购车成本。”
沈斐支持换电模式的另一个原因是看到了未来电池技术升级的潜力。现阶段动力电池技术竞争加剧，但随着新技术的发展，未来也将迎来被淘汰的阶段，如果让用户继续使用即将过时的电池技术，用户体验感不佳。但如果将动力电池从整车中分离出来，用户将能及时感受到动力电池发展的最新技术。
蔚来汽车公司提出的换电模式是否可行，其关键论证点集中在当电动汽车进行换电时，在换电网络系统和电网级所提供的使用率是否一致。沈斐表示，“蔚来汽车的换电站可以在站内为动力电池充电，也可以使用与换电站并联的充电器为车辆在站外充电，充电站和充电器都可以使用当地公共事业的共用电能。”
目前，许多充电器的使用率仅为10%，而换电站的使用率为30%～50%，这意味着在相同的场所，充电器的额外负荷很容易就能达到。此外，充电器还可以在换电站中以储存电池的方式运行，并应用非高峰期的电能对其进行充电。这样的操作方式将对当地电网负荷起到平衡作用。沈斐补充道，“电池更换站是大容量储存系统，30块电池具有1.3 MW·h的容量。换电站可以采用在电能价格更低时为该系统进行充电，或者在电力系统中有过量的太阳能或风能等清洁能源时对系统进行充电。”
大型电池
如果忽略电池容量，蔚来汽车公司换电站最具吸引力的特征是该公司提供的电池模组具有与动力电池相同的设计轨迹，并可以向下兼容。目前，该公司动力电池最高容量为100 kW·h，在研容量为150 kW·h的动力电池原计划于2022年上市，但由于各种原因，该产品将推迟上市。
与容量为100 kW·h的动力电池相比，虽然蔚来汽车公司全新开发的动力电池容量将增加50%，但电池包的质量仅略微增加。沈斐指出，“蔚来汽车公司采用换电模式的前提是要统一电池规格，因此公司新开发的电池定义了同样的尺寸、相类似的形状，以及相同的质量。为了提高电池容量和能量密度，公司采用了全新的电池技术，但电池的质量并没有增加。虽然大容量电池包可满足小部分用户的需求，但蔚来汽车公司仍期望大多数用户选取可为标准续航供应的动力电池。当用户对电池容量的需求增大时，蔚来汽车公司也可以利用自身可大规模生产的优势，在短期内将电池升级为更大容量，满足用户需求。”
“在大多数时间内，用户仅在城市道路中驾驶汽车。在中国市场，大多数用户选择了容量为75 kW·h的电池。”沈斐补充到，“为进一步降低使用成本，用户对容量更小的50 kW·h的电池包会有多种需求，但目前蔚来汽车公司暂时没有开发该容量电池的计划。”
沈斐表示，“蔚来汽车公司启动自主研发动力电池项目极具挑战性，虽然该款产品上市的时间略微落后于原计划，但蔚来汽车公司仍将继续推进电池容量为150 kW·h的动力电池研发和制造工作。该款产品预计于2023年第一季度在中国市场推出。此外，一旦该款动力电池满足欧洲相关标准规定，也将在欧洲市场推出。如何在电池模组体积大小相同的情况下提高动力电池的能量密度，将是蔚来汽车公司面临的更大挑战，也是蔚来汽车公司持续技术创新的目标。”
目前，蔚来汽车公司自建了动力电池生产线，并已投入与宁德时代（CATL）深度合作开发电池包的工作。另一家新成立的动力电池开发商北京卫蓝新能源科技公司（WeLion）表示，在2022年早期，该公司也曾为蔚来汽车公司开发了一种半固态电池包。无论蔚来汽车公司最终选择哪种换电解决方案，如果该公司在2023年能够推出自主研发的容量为150 kW·h的动力电池，这将是汽车行业发展上重要的里程碑。
目前，蔚来汽车公司仍在努力缩小与其他汽车制造商的竞争差距。作为一家成立时间不长的汽车企业，蔚来汽车公司没有陈旧设备和基础设施的负担，可以采用先进的汽车开发设计理念和生产制造模式。因此，该公司在电动汽车转型中具有较大优势。沈斐最后总结道，“在动力电池开发和更换技术上，蔚来汽车公司比其他汽车公司更具优势，并拥有一支优秀的研发团队，努力向共同目标前行。”
审核编辑 ：李倩
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