新能源汽车走错道了吗？
今年（2020年）1月份中国新能源汽车销量被欧洲超越，因为中国销量同比大幅下降（只销售了4.4万辆）而欧洲销量上升（销量7.46万辆，政策推动是主要原因）。1月份全球新能源汽车销量共15万辆，同比下降7%。
去年（2019年）6月补贴退坡后，中国新能源汽车销量回落，全年销售120.6万辆，比2018年全年略有下降。新能源汽车连续两年销量都为120多万辆，在汽车总销量中占比不到5%。至2019年底中国新能源汽车保有量381万辆（另一种说法是420万辆），占汽车总保有量的1.46%。2019年全球新能源汽车销量221万辆，同比增长10%，增速大幅回落。
在全球备受追捧、在美国市场一枝独秀、截止去年10月电动汽车累计销量再次超过比亚迪的特斯拉，2019年销量为36.78万辆（排第二的比亚迪22.95万辆）。
上述新能源汽车数据中，占比最高的是纯电动汽车，占了七成以上，其次是插电式混合动力车。
从这些数据中可以看出几点：
一．新能源汽车在汽车中占比仍很小，即使是特斯拉，与传统车企巨头相比，量还很小，其汽车总销量不到丰田的4%；
二．全球新能源汽车增速大幅回落甚至出现了下降，中国尤甚；
三．中国在新能源汽车销量上的优势已经动摇，全年总销量有被欧洲超越的可能，单品牌则无一能敌特斯拉。
政策支持下好不容易培育起来的中国市场，有前功尽弃的样子？其实新能源汽车全行业没真正突破才是更大的问题！
从环保角度看，中国绿色发电占比远不及欧洲，欧洲现在快速发展电动汽车似乎意义更大，但中国还有摆脱石油依赖和通过发展新能源汽车在汽车领域弯道超车的目标，因此汽车转向电动化的意愿更强。
但全球都在大力推广的新能源汽车，销量却难以上行，是走错道了吗？
电动汽车的致命短板
新能源汽车中纯电动汽车是主流，我们一般直接称之为电动汽车。电动汽车本身优点明显：相比传统燃油汽车更适合发展智能化、自动驾驶等，操控性能也好。这些优点有助于电动汽车推广，因此，虽然电动汽车现在本身价格偏高，除了优惠政策推动外，也有一些用户主动选择购买电动汽车。但电动汽车短板过于明显，至今只能在汽车市场中做配角，绝大多数用户未把电动汽车列入选择范围。
电动汽车的问题主要有：“里程焦虑”问题、价格高和安全问题。“里程焦虑”问题又可分为“续航里程”短和“充电焦虑”两大问题，但新近推出的电动汽车，“续航里程”短的问题已经基本解决了。安全性问题，主要是车的自燃问题，按权威数据看实质上比例低于燃油汽车，安全性虽仍需要提高，但不能算短板。剩下两个短板：
一是价格高，高于同档的燃油汽车。这个问题会影响电动汽车的销量增长，但没那么致命，因为电动汽车日常的使用成本明显低于燃油汽车，全生命周期的费用也低于燃油汽车，只是购车时一次性费用高于燃油汽车。高单价的特斯拉销量领先这一事实也能说明一些问题（这里做一个伏笔：特斯拉销量为什么会超过比亚迪有深层原因，后面只要走对路，比亚迪销量再超特斯拉不是难事，关于这些，我将在另一篇文章中分析）。
另一个短板是：“充电焦虑”，问题，这个短板是致命的。
这个问题看起来简单，但要说清楚并不容易，先编一段对话吧，直观些：
车：“我上次来这儿居然没空位，害得我到处找别的充电桩，好心烦！幸亏我那天还不算太忙。”
充电桩：“我空着的时候你们都不来，来了总是前后脚，不会等我空的时候来？你看我前些天好几夜都闲着。”
车：“我电不多了才来充电，你空的时候我不需要充电也没用。不会多建些充电桩？”
充电桩：“建得还不够多？车桩比已经3.4：1了，我每天充电次数太少了，收那么点钱，已入不敷出！”
车：“应该每个停车的位置都配充电桩。”
充电桩：“做你的美梦！据说美国停车位与汽车比例是7：1，中国正规停车位少些，但是停车的位置总也有3～5亿个，钱从哪里来？要装也只能装慢充桩。再说不是正规停车位也不可能装。”
车：“慢充桩？遇到急事不得急死我？不是说车桩比要提到1：1码？这样就容易充到电了。”
充电桩：“1：1？疯了！你让我几天才开张一次，我天天在这喝西北风？6：1以上我们才能活下去。”
车：“那你不会把充电速度提快点？听说已经有超级充电桩了。”
充电桩：“我们正打算建超级充电桩，350kw~500kw都有。”
车：“太好了！”
充电桩：“别高兴太早，你充不了，你电池不行，线路也太细，电流接不住，还不是800 V高电压，你差远了！”
车：“那咋办？”
充电桩：“好办，加钱换高档车！现在已经有这种车了。”
车：“啊！我主人还嫌我贵呢，你还说要换高档车！是你在做梦！再说你超级了，充电还要10～20分钟，车一多还得排队等，你看人家加油多快！”
充电桩：“那你去加油嘛！去啊！”
车：“你急什么！我话还没说完呢。听说超级充电桩充电会减短电池寿命，而且安全性下降，搞不好起火。”
充电桩：“我们最多帮你注意点，让你充的时候安全些，后面再起火是你自己的事。减寿我就管不了。”
车：“我好后悔！还是烧油省事。”
上面提到的车桩比，充电桩包括私人充电桩和公共充电桩。2019年底中国充电桩保有量121.9万台，其中公共充电桩51.6万台，新能源汽车与公共充电桩的比例大概为8：1。这个比例看上去对电动汽车已经很有利了，头痛的应该只是充电桩运行商（难以盈利）才对。但充电难的问题其实并没有解决，究其原因应该是人们的充电行为有趋同性，某些时间段或某些场合很多人同时去充电，另一些时间段或另一些场合又很少有人去充电，充电桩闲时大段时间空着，忙时却由于每辆车充电需要不少时间又不够用。
我在另一篇文章中讲到了汽车“连续续航”需要有“确定的方便性”。尽管现在有一部分电动汽车用户认为充电已比较方便，一般来说他们自己有私人充电桩，也可能是家庭或工作单位附近有公共充电桩且还比较空闲，不常出远门，就算出远门了也不着急，有耐心找充电桩，有耐心等待，一般来说总能充到电，当然节假日不算，节假日不去热闹地带凑热闹也不会到高速公路上去充电（那些地方充电太难了），但是愿意接受这么多限制条件的用户毕竟是少数。再说谁也不能保证绝对不会在电量不足时正好碰上急着要用车。
实际用车过程中，如果不能如愿补充电能就会影响行程，打乱生活或工作的节奏。上面说的这些情况，其实就是现在电动汽车在“连续续航”上没有“确定的方便性”。没有确定的方便性，不是特别热爱电动汽车的人是不会选择电动汽车的，他们自然仍选择燃油汽车。那么市场大门就不能真正为电动汽车打开，最多给你留一个小门。现在这么多车企包括造车新势力，千军万马想过小门，可想而知有多艰难！
所以说“里程焦虑”问题是一个致命短板，现在电动汽车销量无法再向上走的原因就是这个。
迷雾中的路
如何解决“充电焦虑”？出路在哪里？
补充电能，需要充电，最初的思路自然是建充电桩。但充电速度太慢，而且加快充电速度与电池特性背道而驰，是个比较麻烦的问题，于是有人开了下脑洞：快速换电。
尽管动力电池的体积、重量都很大，结果发现快速换电是可行的：把电池与车的连接做成可插拔接口，直接从车底下换电，速度也比较快，最短时间做到90秒内。但是有个大问题：建换电站投资大。特斯拉试了下，很快就“聪明”的放弃了。Better Place做了一段时间，只有一家车企为它推出了换电车型，建了些换电站，但还没等到扩张，就花光投资破产了。
这两个案例对“换电派”打击很大，后面基本又是“充电派”的天下了。增建充电桩、加大充电桩功率以加快充电速度（前提是电池接受大功率充电的能力要提升），通过这两个维度的提升来解决充电难的问题是再自然不过的思维，最近把新能源汽车充电桩列为“新基建”的七大类之一，也是这种思维的延续。但充电桩的发展其实已陷入困境，其原因可从上面的对话中看出一些来，前景很不乐观。目前的主流思维还是盲目寄希望其继续发展来解决问题，如果没有好的方法出现，也只能如此了，不过这样下去，预计电动汽车的发展整体上会陷入到一种“不死不活”的状态中，销量上不去的新能源车企则大多会逐步陷入停业破产的境地。
“换电派”没有完全退出，有些车企或相关企业还在尝试，只是影响一直很小。换电模式也多样化了：除了上面说的整体从车底安装方式外，乘用车上还出现了安装到车内、从侧面安装到车底下等方式，客车和货车上也出现了从侧面安装的方式，客车还有安装到车顶的方式等。
而且还形成了一种共识：如果电池能够统一的话，换电方式就能够成功的为电动汽车解决“充电焦虑”问题。其原因是解决“充电焦虑”需要建很多换电站，但换电站投资大，必须要有高的利用率，经济上才可行。这个思路大体是对的，据说当时Better Place已想到了要做通用电池，但由于盲目烧钱，还没等到行动就倒下了，成了先烈。
但是行动上却显得很困难。趋向走电池统一路线的出现在这两种方式上：安装到车内的方式、从侧面安装到车底下的方式，都各主推一种电池型号。前一种方式的电池很象一般的铅酸电池，长方形外形加上快换接口，多块电池安装在前舱、后排座椅下或后备箱等位置并通过车上电缆连接组合成电池包，但由于电池占用车上的空间并不合理，无法得到推广；后一种方式电池做得薄一些，也分几块从车侧面装入车底下，有少量乘用车和小型物流车采用了该方式，似乎有些起色，但这种方式对车要做较大的改装，而且改装影响了车的感观，还有温控效果也不好，仍难当统一重任，应用量较少。路还是走不通，似乎陷入了迷雾。
迷雾中，还有其它路可走吗？好象还有：道路无线充电、道路轨道充电（真有，在地面挖槽装引电轨道，已有试验）、架空接触网供电（充电）。这几种都是为电动汽车一边行驶一边提供行车电能并可充电的方式，这些方式技术上在发展，给人以希望，似乎也很有前景。结合中国巨量的公路总里程数，加上很多公路的多车道状态，简单分析如下：
道路无线充电：投资巨大、工程量巨大，再考虑到道路状况的不同，只能在部分公路上安装，难以为电动汽车提供“连续续航”确定的方便性。
道路轨道充电：投资大、工程量大，而且只适合部分优质公路安装，在其它道路上维护工作量过大，也不能为电动汽车提供“连续续航”确定的方便性。
架空接触网供电：类似于无轨电车，基本只适合客车、货车，也只能在部分公路上安装，而且乘用车难以实现，不够全面，实施意义不足。
还有一种思路是，把希望寄托在氢燃料电池汽车上，但氢燃料电池汽车大规模应用困难比电动汽车更大，且中国在技术上已落后，追上更难。
实在没办法了，似乎还有一招：直接禁燃，让燃油汽车退出，硬推电动汽车上位。不是不可以，但必然会怨声载道。
出路——通用换电
各条道路似乎都行不通，有些是技术上达不到要求，有的是难以全面覆盖，有的是经济上行不通，或者同时有多种原因。
但在看似行不通的道路上，有一个没完全封死的出路：电池通用化——在快速换电的基础上统一电池，再普及换电站。这个方法看上去难度很大，但如果能实现，路就可走通。
现有的换电模式有尝试统一电池的，但电池的设计几乎没有为统一作出多少创新，只是选择了一种形态及安装方式，并采用相对小一些的外形尺寸，以便在不同尺寸的车上拼装不同的电池个数组成电池包，同时还放弃了一些要求，比如好的温控方式，还存在安装结构复杂的问题。
要解决上述问题，必须有思路上的突破，而且不是突破一个点就行，需要相关的多点突破。既然电池要通用，就要有全面观，总体上包容性要强，比如：要统筹考虑绝大多数车型，不是只考虑乘用车或小型车辆，中、大型的客车、货车都可一并考虑；应该包容不同的电池类型，电池统一后也不能因电池技术稍一发展就不再适用，应该考虑到长期延用的要求；还要“好用”，在车上布局、安装方便，并且不能放弃对电池的重要性能要求。总体上是要让两大客户都能满意：车企、用户。
作者按此要求设想出了“通用换电方案”，这个方案是一个系统性的框架方案，以此方案为基础可做出具体的电池，实现统一电池的目标，只不过电池不是只有一个型号，而是有几个型号，电动汽车去换电站换电，类似于现在燃油汽车有几个牌号的燃油，换装对应的电池型号即可。而且按这个方案实施，换电可达到现在加油的速度，这样，“充电焦虑”这个短板可以完全解决。但用此方案，电池在做法上有很大改变，车也要为此作一些改变（能量管理、电控等）。
与充电桩可逐渐投入、分散、系统性要求低不同，换电网络系统性要求高，前期投入大，实施需要大的决心。由于换电快速，当电动汽车销量扩大后，换电站将得到高效利用，总体投入比发展充电桩少就可解决问题，商业上会获得成功，但对技术和经营的要求都是比较高的，希望有能力有担当者出来主持推动实施。
换电还有一个好处：实现了车电分离，买车和买电池可以分开，购车成本下降，电池成为一种流通的资产，金融可参与到电池租用中。这样，电动汽车的另一个短板价格高的问题也在很大程度上得到了解决。因此，实现通用换电后，电动汽车的出路非常畅通，必然可以得到普及。
由于考虑的角度多，形成的“通用换电方案”具有一定的复杂性，作者已发表一些文章对这个方案进行了介绍。不过不建议大家都去看这些介绍文章，对了解具体方法兴趣不大的读者，不必要去看，知道有这么个方案就行了，有些兴趣的，可以先去看一下作者的置顶文章，再有兴趣，可看一些具体的方案介绍内容（置顶文章中有说明）。
“慢充快换”，才是正道
人不能被某些一时的思维限制死。开始时，有不少人觉得电动汽车可以在家里充电，很方便，是一个优势，所以认为新事物就要有新理念，不应再走象加油站加油那样集中充电的老路，充电桩可分布的区域很多，补充能量的方式应该是进步了。但后来发现这个优势是局部的，反而带来了“充电焦虑”问题。回过头来看，发现加油站集中加油的方式优势明显：少油时，基本上顺路或行驶几公里，至多十几公里就可加到油，车的“连续续航”是有“确定的方便性”的。现在找到的“通用换电”方式，与这种老方式更接近，虽然每个换电站要接待大量电动汽车换电，但由于换电速度快，基本不会堵塞，同样能提供“连续续航确定的方便性”。
通用换电实施后，同样不需要把思路限制在用换电取代充电上。“通用换电方案”的目标是让绝大多数的车型都可以安装“快换型通用动力电池”，并且普及电动汽车。但可快速换电的电动汽车仍可保留充电配置，这样，对一些用户来说，仍可享受充电桩充电已有的优势，而且在家晚上充电的成本会低于去换电站换电的成本。在其它的场合，比如工作场所附近、商业场所有合适的场地仍可安装充电桩，发挥其就近、便捷的长处。当然有换电站为你兜底，不方便充电时或急需时就去换电站换电（有些读者对新、旧电池之间的换用有些疑问和困惑，其实这些问题动动脑筋都不难解决，以后有机会再作说明）。
充电站中的备用电池是要充电的，充电和换电的时间错开了，安排充电有充足的时间。如果备用电池数量很少，换下来后也得赶紧安排充电。不过通用换电道路走通后，运行商进入正常运营，在稳定的前提下，应该增加备用电池的数量，以谷电时段慢速充电为主。这样做有两大好处：一是电池的循环寿命会比较长，相当于减少了每次循环的损耗成本；二是谷电时段充电成本低（其更大的意义是有利于电网峰谷平衡，提升了电网的经济效益并减少了储能的压力，或者说换电站本身具有了储能的作用：夜间储电转给白天使用）。这两大好处带来经济效益，抵消了通用换电的部分投入成本，非常有利于通用换电的推广。
有了换电作保障，其它场合的充电桩也应该以慢充为主，几千瓦、十几千瓦到二十几千瓦都比较适用，大型运行车辆的站场，由于大型车电池容量大，可采用几十千瓦至上百千瓦的充电桩，其实质仍属于慢充。从经济性和电网平衡的角度考虑，上述场合也仍以谷电时段充电为主，政策上也可作倾斜以作鼓励。
上述两类情况，形成了“慢充”+“快换”、“慢充”两种场景，共同形成“慢充快换”的格局。根据中国的人口密度、居住条件，依赖充电桩解决问题的难度很大，但建换电站却最有优势，换电站的利用率会很高，非常有利于这一模式的发展。这对电动汽车来说，就是最好的道路。
如果我们尽早推动“通用换电”、“慢充快换”，不但可以促进电动汽车的普及，实现新能源战略，还会引领全球电池标准，这样，可以确保中国在新能源汽车产业中的优势。当然，也希望在其它各项相关技术上能做到全球领先或至少追至同步。
注：限于篇幅，本文中对各技术路线的分析是粗略的，而且各技术路线具有很强的专业性，希望有更多的专业人员参与评估，评估技术方面、经济性方面、市场可行性方面等。对“通用换电方案”本身的可行性也可进行评估。