CAIPC2020 | 北汽新能源?张锐：换电模式助力绿色出行

11月12-13日，由中国汽车工程学会、中国汽车技术研究中心有限公司、宝鸡市人民政府联合主办的“中国汽车知识产权年会”隆重举行。今年中国汽车知识产权年会的主题是“知识产权奠定创新发展的基础”，从更加多元化的国际视角进行了新的定位。会议围绕知识产权管理的推进与效率提升、汽车知识产权发展的政策导向、国际形势、如何应对诉讼风险等议题展开。峰会期间，北汽新能源汽车有限公司工程研究院专业总工程师张锐发表了题为“换电模式助力绿色出行”的主题演讲。

张锐，北京新能源汽车有限公司工程研究院专业总工程师

以下为演讲实录:

下午好，同事们。很荣幸能借此平台和大家分享一下对换电模式的一些看法和见解。我演讲的题目是换电模式推动绿色出行。

我从四个方面做介绍，第一是换电行业的趋势，第二是BAIC新能源在换电领域的实践，第三是换电运营关键技术的研究，第四是对未来趋势的一些看法。

一方面，我们都知道中国在新能源汽车方面取得了很大的进步。中国新能源汽车处于世界领先水平，连续五年产销量第一。截至目前，已推广新能源汽车450万辆，占全球的50%。与此同时，一些配套基础设施取得了很大进展，全国共建成3.8万个充电站和449个电站。我们预测，到2025年，中国纯电动乘用车年销量将达到300万辆左右，累计销量约930万辆。

在整个领域取得巨大进步的同时，我们认为公共领域的汽车电动化迎来了窗口期，尤其是一些大城市，比如北方、广州等污染还比较严重的城市。我们的大部分出租车、公交车和车辆仍在使用汽油车。目前电气化比例只有7%左右，在污染严重的地区我们可能会进一步推进电气化。国家也逐渐出台了大量的政策，比如工信部发改委就出台了大量的政策来支持。

在公共领域，我们认为电气化面临几个制约其发展的限制性因素。我们认为有四个方面。首先是购买成本，电动车整个电池的成本占电动车成本的40%。第二个方面是运营效益。目前使用的是慢速充电桩，因为快速充电会影响电池的使用时间，占用面积大，影响车辆的运营效益。三是电池的衰减，无法满足运营车辆60万公里的需求。第四是电池安全的要求。我们的解决方案是将电瓶与车电分离，电瓶因为衰减安全，可以在充电站统一充电。

这是一个新的晋升机会，刚才已经提到了。从国家层面来看，从2020年政府工作报告来看，新基建将充电桩建设分散到增加充电桩、换电站的设施中。2020年7月23日，工信部副部长新表示，将推进充换电基础设施建设，鼓励企业开发换电模式，也在讲话中提出大力建设充电桩。

在这个大背景下，国内很多汽车厂商已经形成了换电模式的共识，尤其是BAIC和蔚来。BAIC在出租车和公共出行领域有9年的常识，蔚来也取得了不错的成绩。在……之前nt，包括吉利、一汽、广汽在内的一些国内车企已经开始投入精力布局相应的换电车型。

其实我们认为巨大的挑战是经济性，因为换电领域，尤其是对于大众来说，受到很多因素的制约，比如车主，电池成本比较高，目前车辆的价格比传统燃油车贵，换电运营商的成本比较高，还有车辆运营商和电池持有者，这些都是可以先实现利益的。其实目前还是比较难的。

我们粗略估算了一下北汽新能源的两款车。2018年投入EU300的车型百公里功耗为15.6，那么EU5的百公里功耗为12.6。电池EU300成本1500，EU5成本900元。基于以上几个方面，整个能源消耗，从电池成本和价格的降低，使用寿命的提高，智能换电技术的进步，使得整个换电模式成为可能，从开始计算到盈利。现在我们已经在北京和海南的一些换电站实施了示范和指导，我觉得这是一个很好的信心。我觉得现在可以解决了。在不久的将来，能耗和电池成本，包括技术能力和智能技术能力可能会进一步提高，我认为这将促进行业的发展。这就是换电模式的挑战，我认为在短短的一两年内是可以完全解决的。

第二个方面，我想介绍一下BAIC新能源在电交领域的一些做法。我们2012年计划换电的部分车型，基本属于2014年到2015年的开发验证阶段。2015年12月，第一代快换电动出租车上市，2015-2016年为示范运营阶段，2018年至今为大规模推广阶段。这是我们的三个发展阶段。

2012年开始覆盖电力交换技术研究，授权专利400项、专利发明100项，起草发布国家标准6项、行业标准5项。

换电站方面，目前1.8万辆，共计195辆，累计1.38亿千瓦时，行驶里程6.9亿公里，累计换电480万次。目前主要在南方地区投入运营的车辆较多，最高里程达到73万公里，经过了南方高温高湿环境的考验。我们是三个合作伙伴，BAIC汽车，国家电网电动汽车服务和发电中国。我们已经签署了合作协议，计划在海南建设300多个换电站，主要是推广新能源汽车换电站市场和储能业务。

第三部分，我想和大家分享一下我对换电运营关键技术的看法。我们认为电力交换技术应该具有智能、高效、共享和安全的特点。所谓智能，可能就是我们所说的无人值守，智能调度。第二是高效，如何用最好的方式控制能耗，第三是共享，能否做到多车兼容，第四是安全，最重要的是电池安全。如何让电池安全，续航时间更长，是我们追求的四个方向。

智能操作技术可能是推动我们整个快速变化行业发展的一个非常重要的方面。从整个换电站的控制来看，是总控级、集控级、站控级三级运行。到现在，可以说是减少了站电工的人数，一个站2.5人左右。二是智能调度，可能说我们可以让全站变电从预约到定制，二是把传统燃油车的换班延伸到整班换班，三是引导功能。涉及的技术可能是我们的一些核心技术，包括电池的一些模型，包括数字模型，这是我们的重点工作。

高效节能可分为车端节能和站端节能。随着技术的发展，电池的能量密度在v……icle end逐渐完善，轻量化技术的使用，包括一些其他技术的使用，可以使功耗更低。目前是百公里12.6千瓦时，以后会更低。站的能耗，整个技术的发展，包括目前我们全站的所有信息怎么知道？车站如何了解我们整车终端的信息，如何与电网进行交互，是我们目前的一个重点方向，如何高效利用我们的能源资源，是我们攻关的一个重点方向。

电池设备管理，目前热电池的数字结对，从单体到模块再到块，我们可以把它们集合起来放到车上，了解它的整个开发过程。数字孪生技术使我们的整个电池通过最初定义的一些模型进行学习，并将电池的安全警告、寿命、益处、操作风险和安全性最大化。目前已经做了一些工作，包括蔚来。

深挖电池的价值，依托这种电池双生技术，在电池生命周期内启用和利用电池，充分发挥每块电池的最大价值，这是整个换电站的一个优势，因为我们的电池都是拆开放在换电站充电，可以统一管理，这样我们就可以有效的管理整个电池，在电池出现一些问题的时候给出早期的预测包括治疗。以后电池第一次用就能给第二次寿命，第二次用就能好好用。现在有些电池退役了，可以第二次用于其他行业，尤其是节电行业或者储能电池，可以用于消费充等其他用途。我们的电池在某些领域无法使用，可以拆解回收到一些专门的机构，让电池从生到死都可以使用，让它的价值最大化。

分享一些对换电行业的看法；

第一个是标准化，这还是一个很大的话题。众所周知，新物流统一集装箱后，有了很大的标准，提高了十几倍的作业效率，降低了90%的作业成本。其实目前我们也面临着同样的问题，就是我们的电池组。其实每一个都不一样，形状不一样，电机接口不一样，解锁装置不一样，协议不一样。比如BAIC的车只能在BAIC换电站更换，蔚来的车只能在蔚来这边更换。各家之间没有改革来交换，所以各家可能会重复投资建设很多换电站。可能是国家要从顶层设计，做一些布局，一些汽车厂商也参与了一些标准，这还有很长的路要走。我认为标准化是一个大话题，我们需要面对它。

第二个是联网，和之前的一些题目很像。如何在5G时代实现智慧能源网络，让我们的车、站、电池、电网互联互通，让整个数据互通，让能源消耗最大化，让出行更便捷，让电力交换更有效，让整个能源服务更广更高效，我觉得是十五期间要实现的一个目标。

第三是智能化，给人和车带来很多便利。目前在自动预约和自动换电领域已经做了很多安排。站包括车，站监控电池的一些数据，包括预约和智能换电。它们通过5G互联，我们将做像检测我们的续航能力、导航和定位等事情。在车端，让我们可以自动驾驶，无人值守，包括轨迹决策。可使电力交换高效、无人值守，实现站场互联、智能运营。

这是我的分享。可能有些地方还不是很成熟。会后我们可以做一些讨论。谢谢你。

(注:本文根据现场速记整理，未经主讲人审核。仅供参考。请勿转载！)

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张锐，北京新能源汽车有限公司工程研究院专业总工程师

以下为演讲实录:

下午好，同事们。很荣幸能借此平台和大家分享一下对换电模式的一些看法和见解。我演讲的题目是换电模式推动绿色出行。

我从四个方面做介绍，第一是换电行业的趋势，第二是BAIC新能源在换电领域的实践，第三是换电运营关键技术的研究，第四是对未来趋势的一些看法。

一方面，我们都知道中国在新能源汽车方面取得了很大的进步。中国新能源汽车处于世界领先水平，连续五年产销量第一。截至目前，已推广新能源汽车450万辆，占全球的50%。与此同时，一些配套基础设施取得了很大进展，全国共建成3.8万个充电站和449个电站。我们预测，到2025年，中国纯电动乘用车年销量将达到300万辆左右，累计销量约930万辆。

在整个领域取得巨大进步的同时，我们认为公共领域的汽车电动化迎来了窗口期，尤其是一些大城市，比如北方、广州等污染还比较严重的城市。我们的大部分出租车、公交车和车辆仍在使用汽油车。目前电气化比例只有7%左右，在污染严重的地区我们可能会进一步推进电气化。国家也逐渐出台了大量的政策，比如工信部发改委就出台了大量的政策来支持。

在公共领域，我们认为电气化面临几个制约其发展的限制性因素。我们认为有四个方面。首先是购买成本，电动车整个电池的成本占电动车成本的40%。第二个方面是运营效益。目前使用的是慢速充电桩，因为快速充电会影响电池的使用时间，占用面积大，影响车辆的运营效益。三是电池的衰减，无法满足运营车辆60万公里的需求。第四是电池安全的要求。我们的解决方案是将电瓶与车电分离，电瓶因为衰减安全，可以在充电站统一充电。

这是一个新的晋升机会，刚才已经提到了。从国家层面来看，从2020年政府工作报告来看，新基建将充电桩建设分散到增加充电桩、换电站的设施中。2020年7月23日，工信部副部长新表示，将推进充换电基础设施建设，鼓励企业开发换电模式，也在讲话中提出大力建设充电桩。

在这个大背景下，国内很多汽车厂商已经形成了换电模式的共识，尤其是BAIC和蔚来。BAIC有9年的共同生活……se在打车和公共出行领域，蔚来也取得了不错的成绩。目前，包括吉利、一汽、广汽在内的一些国内车企已经开始投入精力布局相应的换电车型。

其实我们认为巨大的挑战是经济性，因为换电领域，尤其是对于大众来说，受到很多因素的制约，比如车主，电池成本比较高，目前车辆的价格比传统燃油车贵，换电运营商的成本比较高，还有车辆运营商和电池持有者，这些都是可以先实现利益的。其实目前还是比较难的。

我们粗略估算了一下北汽新能源的两款车。2018年投入EU300的车型百公里功耗为15.6，那么EU5的百公里功耗为12.6。电池EU300成本1500，EU5成本900元。基于以上几个方面，整个能源消耗，从电池成本和价格的降低，使用寿命的提高，智能换电技术的进步，使得整个换电模式成为可能，从开始计算到盈利。现在我们已经在北京和海南的一些换电站实施了示范和指导，我觉得这是一个很好的信心。我觉得现在可以解决了。在不久的将来，能耗和电池成本，包括技术能力和智能技术能力可能会进一步提高，我认为这将促进行业的发展。这就是换电模式的挑战，我认为在短短的一两年内是可以完全解决的。

第二个方面，我想介绍一下BAIC新能源在电交领域的一些做法。我们2012年计划换电的部分车型，基本属于2014年到2015年的开发验证阶段。2015年12月，第一代快换电动出租车上市，2015-2016年为示范运营阶段，2018年至今为大规模推广阶段。这是我们的三个发展阶段。

2012年开始覆盖电力交换技术研究，授权专利400项、专利发明100项，起草发布国家标准6项、行业标准5项。

换电站方面，目前1.8万辆，共计195辆，累计1.38亿千瓦时，行驶里程6.9亿公里，累计换电480万次。目前主要在南方地区投入运营的车辆较多，最高里程达到73万公里，经过了南方高温高湿环境的考验。我们是三个合作伙伴，BAIC汽车，国家电网电动汽车服务和发电中国。我们已经签署了合作协议，计划在海南建设300多个换电站，主要是推广新能源汽车换电站市场和储能业务。

第三部分，我想和大家分享一下我对换电运营关键技术的看法。我们认为电力交换技术应该具有智能、高效、共享和安全的特点。所谓智能，可能就是我们所说的无人值守，智能调度。第二是高效，如何用最好的方式控制能耗，第三是共享，能否做到多车兼容，第四是安全，最重要的是电池安全。如何让电池安全，续航时间更长，是我们追求的四个方向。

智能操作技术可能是推动我们整个快速变化行业发展的一个非常重要的方面。从整个换电站的控制来看，是总控级、集控级、站控级三级运行。到现在，可以说是减少了站电工的人数，一个站2.5人左右。二是智能调度，可能说我们可以让全站变电从预约到定制，二是把传统燃油车的换班延伸到整班换班，三是引导功能。涉及的技术可能是我们的一些核心技术，包括电池的一些模型，包括数字模型，这是我们的重点工作。

高效节能可分为车辆端节能和……e站结束。随着技术的发展，车端电池的能量密度逐渐提高，轻量化技术的使用，包括一些其他技术的使用，可以使功耗更低。目前是百公里12.6千瓦时，以后会更低。站的能耗，整个技术的发展，包括目前我们全站的所有信息怎么知道？车站如何了解我们整车终端的信息，如何与电网进行交互，是我们目前的一个重点方向，如何高效利用我们的能源资源，是我们攻关的一个重点方向。

电池设备管理，目前热电池的数字结对，从单体到模块再到块，我们可以把它们集合起来放到车上，了解它的整个开发过程。数字孪生技术使我们的整个电池通过最初定义的一些模型进行学习，并将电池的安全警告、寿命、益处、操作风险和安全性最大化。目前已经做了一些工作，包括蔚来。

深挖电池的价值，依托这种电池双生技术，在电池生命周期内启用和利用电池，充分发挥每块电池的最大价值，这是整个换电站的一个优势，因为我们的电池都是拆开放在换电站充电，可以统一管理，这样我们就可以有效的管理整个电池，在电池出现一些问题的时候给出早期的预测包括治疗。以后电池第一次用就能给第二次寿命，第二次用就能好好用。现在有些电池退役了，可以第二次用于其他行业，尤其是节电行业或者储能电池，可以用于消费充等其他用途。我们的电池在某些领域无法使用，可以拆解回收到一些专门的机构，让电池从生到死都可以使用，让它的价值最大化。

分享一些对换电行业的看法；

第一个是标准化，这还是一个很大的话题。众所周知，新物流统一集装箱后，有了很大的标准，提高了十几倍的作业效率，降低了90%的作业成本。其实目前我们也面临着同样的问题，就是我们的电池组。其实每一个都不一样，形状不一样，电机接口不一样，解锁装置不一样，协议不一样。比如BAIC的车只能在BAIC换电站更换，蔚来的车只能在蔚来这边更换。各家之间没有改革来交换，所以各家可能会重复投资建设很多换电站。可能是国家要从顶层设计，做一些布局，一些汽车厂商也参与了一些标准，这还有很长的路要走。我认为标准化是一个大话题，我们需要面对它。

第二个是联网，和之前的一些题目很像。如何在5G时代实现智慧能源网络，让我们的车、站、电池、电网互联互通，让整个数据互通，让能源消耗最大化，让出行更便捷，让电力交换更有效，让整个能源服务更广更高效，我觉得是十五期间要实现的一个目标。

第三是智能化，给人和车带来很多便利。目前在自动预约和自动换电领域已经做了很多安排。站包括车，站监控电池的一些数据，包括预约和智能换电。它们通过5G互联，我们将做像检测我们的续航能力、导航和定位等事情。在车端，让我们可以自动驾驶，无人值守，包括轨迹决策。可使电力交换高效、无人值守，实现站场互联、智能运营。

这是我的分享。可能有些地方还不是很成熟。会后我们可以做一些讨论。谢谢你。

(注:本文根据现场速记整理，未经主讲人审核。仅供参考。请勿转载！)

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