4、充电理论峰值输出功率难以维持
1）充电桩难以维持理论输出峰值。河南省计量科学研究院发现，以一台额定功率为 60kW 的新能源汽车为例，改变交流输入功率，随着交流输入功率增大，转换能效会随着提高， 但是都要小于理论输出功率，达不到 100%。
2）输出功率曲线不稳定，呈现出先缓慢上升后迅速下降的结果。以比亚迪汉 EV 为例， 懂车帝通过实际测评发现，新能源汽车在充电过程中的输出功率会先缓慢上升接近 110kW； 当电量达到 50%时，输出功率会大幅度下降至 22kW，直到电池充满。在整个充电过程中， 峰值功率维持的时间不足充电时间的一半，导致新能车实际补能时间远超理论值。
3）充电桩的输出功率达不到额定功率有以下几个方面的原因：
(1） 电网不稳定会造成输出功率不稳定。由于电网负载不均匀和瞬间负荷变化，充电 时可能会出现电网电压波动和电压瞬间
波动的现象，这种现象会影响电动汽车的 充电速度，也会在一定程度上损伤电池。随着充电站的普及，电网负荷承压，电 网
负载波动加剧。
（2）电池过热会降低输电功率。充电桩在给新能源汽车充电的过程中会产生大量的热 量，电池的散热不好时，会提高电池的
温度。当电池温度超过一定阈值时，就会 降低输电功率，并给电池带来损害。
（3）新能源汽车在充电的时候会产生能量损耗。充电桩在给汽车充电时会给导线、电 池等带来热损耗，这部分热损耗会使得
充电桩的实际输出功率相较于理论值降低。
（4） 充电桩的老化和损坏也会使得输出功率降低。充电桩的老化和损坏会使得无法以 正常功率为新能源汽车供电，使得输出
功率不及额定功率。
4）电网负荷难以满足充电桩建设需求： 大量充电站会对电网形成巨大的压力，现有电网容量难以满足充电桩建设需求。以上 海市为例，截至 2022 年年底，上海市新能源汽车保有量已经达到 94.5 万辆。假设以直流 快充 200kW 的功率规格计算，当上海市的新能源汽车同时充电时，输出功率可达到 18900 万 kW。据上海电网预测，上海电网最高负荷约为 3500 万 kW，需求与实际负荷差距为 5.9 倍。当上海市的新能源汽车同时以最低功率规格充电时，可以达到整个上海市电网最高负 荷的 540%。 广西大学张晨宇利用数学模型对新能源汽车充电负荷对电网负荷的影响进行了更为 精确的预测。团队以义乌市为研究对象，预测结果显示，电网负荷受充电负荷因素的影响 非常巨大，冬季负荷受充电影响最大，其峰值普遍在夜间。夏天受天气影响，用电负荷峰 值在午间。
5、电网负荷很大程度上受新能源汽车充电影响。现有电网负荷下，则更加难以支撑大规模超充站建设。目前极氪推出了支持 800kW 功率的超快充桩，是目前单枪峰值功率最高的充电桩。然而，一座 1250kVA 的变压器仅 能承载 1 台 800kW 超充桩充电，一座 2000kVA 的变压器也只能承载 2 台 800kW 超充桩 充电。当大规模使用超充桩时，会使得电网系统崩溃。因此，超充桩通常需要配合储能设 备使用。
6、换电站与充电站并不相斥，换电站正朝向补能站方式发展（换电+充电）。换电站与充电站成本大头无一例外都是配电测设备成本（占比超 30%），这种“充换电一体站”的模 式可以在成本没有明显抬升的情况下在单位占地面积下提供更高的服务能力，蔚来三代换 电站可搭配 4-20 根超冲桩。以电网负荷为 630kva 的标准充电条件为例，假设为 10 个车 位的面积布局 8 根超冲桩与蔚来换电站+4 根超冲桩的配置相比。采用 8 根超冲桩的充电 站可以在满容量下充满 8 部 80 度电池的新能源车；而充换电一体站中的换电站按 5 分钟 服务一台车可服务 12 车次，其中 4 根超冲桩可为 4 部车补能，总服务车辆为 16 辆。总结 来看，充换电一体站可以在相同占比面积下达到超冲站效率的 1.6-2 倍以上的满负荷服务 能力。
7、换电站本身就是储能设备，且充换电一体站拥有更低的成本，换电站具有储能性质。 换电站可以配合电网调峰，在用电波谷的时候给电池充电，在用电波峰的时候提供换电， 可以有效调节电力平衡，降低电网压力。同时，充换电一体站可以通过共用变压器的方式 降低成本。在白天充换电需求高峰的时候，提供充电和换电服务，此时变压器服务充电桩。 当晚上充换电需求低谷的时候，给电池充电，此时变压器服务换电站。充换电一体站可以 很好利用充电桩和换电站的特点，最大限度利用变压器，在不造成电网负荷压力的同时实 现更低的成本，为何我们认为换电站被低估了
8、换电方式所带来的益处远被低估：当下换电模式的潜力并未被市场充分认知。市场当下对换电站的分析多聚焦于电网侧轻负担、用电侧省时间、运营端成本对比，除此之外我们还希望花一些篇幅剖析换电站被 低估的方面，我们总结了以下八点：
1）单位占地面积下换电站服务能力更强；
2）车电分离下降低购置成本，电池升级灵活性强；
3）换电模式下电池灵活升级，真正解决“补能焦虑”；
4）提升电池利用效率，优化退役电池统一管理；
5）充电模式对电网要求高，换电模式对电网更加友好；
6）当新能源车保有量达到现有小区充电桩无法负荷的时候，换电站就是必然路径，
7）换电单站投资成本较高，但运维降本空间较大。
9、换电站单位占地面积下服务能力更强：换电在运营类乘用车和商用重卡车上都具有优势。公用营运车辆和商用车对营运成
本 敏感，而且具有高频、快速的补电需求，因此换电模式比充电模式更加适用。通过无人值 守、智慧充电、电池标淮化、绿
电交易、移动电源等优化策略，重卡场景的换电站可以实 现挖掘运营收益价值的最大化。 相较于充电站，换电站在服务效率
方面具有显著优势。换电站的换电流程主要分为五 步。以蔚来第三代换电站为例，首先需要用户通过智能导航寻找到换电
站，到站后识别车 牌，通过后用户将汽车驶入换电站进行换电，换电完成后进行车辆自检，自检完毕之后即 可驶出换电站结
算订单。据蔚来公司官方数据显示，蔚来第三代换电站给新能源汽车换电 仅需 3 分钟，整个流程仅需 5 分钟。同时，第三代
换电站的电池储备数量达到了 21块， 可以短时间内服务多辆新能源汽车，有效解决了新能源汽车充电慢、充电难的问题，大
幅度提升了服务效率。
1)换电站补能效率高，电池损耗小、空问占用少，无需担忧电池衰减。换电在补能效率上 具有显著优势，目前最慢换电模式下换电时间低于五分钟，快于所有慢充、快充（以特斯拉 Model3 为例，在 440V 下需要 36 分钟充满电池）。
2)换电电池更换后将集中收集，在恒温恒 湿条件下小功率慢充，有助于延缓电池寿命衰减，延长使用寿命。不占用充电车位的特性也 极大提升了换电模式的补能效率，考虑排队时间、补能时间，换电模式的便利性可与传统车 加油站等量齐观。且电池始终处于流通状态，用户无需承担电池损耗。
3)相同占地面积下换电站具有更高的补能效率。一座蔚来换电站占地等于四个车位。同等 面积的充电站最多可容纳四台充电桩同时给四辆汽车补能。假设一座充电站有 630kVA 的电 网负荷，一辆车补能 60 度电，那么一个小时内一座充电站最多给 630/60≈6 辆车补能，此 时每台充电桩的功率大约是 158kW。而一座换电站由于电池事先充满了电，每五分钟就可以 完成一次换电，一个小时之内就能够给 12 辆车补能。在相同的占比面积下，换电站的补能 效率是充电站的两倍。
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