新能源汽车的动力电池换电模式最早是在“十城千辆”北京试点示范中出现的，应用场景是纯电动公交车。那时的电池能量密度小、充电时间长，而纯电动公交车又不能停驶过长时间等待充电，这一特殊需求催生了换电模式。本文主要介绍国家电网、蔚来、北汽、上汽和宁德时代五家的换电方式。
一.国家电网
最早研究社会车辆换电模式的是国家电网公司，早在2010年就研究出了标准换电箱技术，用众秦朗悦和海马普力马两款车型，在杭州进行了500辆出租车换电运营模式的试点。除了在技术上获得突破、形成标准之外，国家电网公司还首次提出“车电分离、按里程收费”的商业运营模式，成为发展换电模式的开拓者。
不幸的是，2011年4月，一辆众泰朗悦纯电动出租车在杭州发生自燃，给刚刚起步的纯电动汽车换电模式兜头浇了一盆冷水，换电模式一度遭到质疑。国家电网公司也由此放慢了换电站建设的步伐，在2014年的工作会议上提出了“主导快充、兼顾慢充、引导换电、经济实用”的工作方针。
二.蔚来换电
蔚来汽车的研发是从车端和换电站端同时起步的，2018年第一座换电站投入运营，大小大约相当于两个集装箱，占地大约相当于3个车位。第一代换电站为汽车换电时，司机将车开入换电站后必须下车，因为车辆要被举升起来才能卸装电池。第二代换电站改进为不需要举升车辆，用机械手从车底盘下面卸装电池，司机不用下车就能完成整个更换操作。
蔚来换电方式拥有超过1500项相关专利技术，让用户体验到比加油更方便的服务，当车辆续航里程不足时，可前往附近换电站换一块锂电电池。
蔚来在营销方面，其对购买“裸车”的用户给予7万元左右的价差，与燃油竞争车型相比较，竞争力显然大增。
在商业模式方面，蔚来汽车开创了电池即服务(Battery as a Service，BaaS）——电池租赁和换电池服务，用户以每个月728元/1128元的租金租赁电池（70KW·h/100KW·h)，每次换电还要支付换电费用，换电费用构成为(电费+服务费)×电池的储电度数，电费按所在地区的实际电价收取，服务费略高于周边快充桩的收费水平。如果用户长时间停驶汽车，可以停止租用服务，待到有需求时再重新续租。
在具体操作上，先将电动汽车开到指定的换电站，然后通过视觉融合技术进行全自动泊车，将车辆泊入换电平台，随后驾驶员无需下车，只需要通过大屏启动换电，系统随即通过自动化的方式将电量不足的电池更换为满电的电池，安装完之后便进行三电自检，以确保整车和电池始终处于最佳状态。从车辆进入等待换电状态到自检完成的过程均为全自动操作，耗时三分钟左右。
对于换电升级上，第一代蔚来换电站占地3个标准车位，内含5个电池仓位，换电用时5分钟左右；第二代换电站于2021年4月落成，占地4个标准车位，内含13个电池仓位，换电用时4.5分钟左右；第三代换电站于去年2023年4月正式上线运营，换电站占地维持在上代同等面积，仍然为4个标准车位，电池仓则升级为21个，换电站采用全新的三工位协同换电模式，相较于第二代换电站服务能力提升30%，换电时间缩短了1分钟。
三.北汽换电
北汽是最早推广换电模式的汽车生产企业，主要的服务对象就是城市出租车，这也与北汽新能源汽车发展的目标客户定位直接相关。
北汽换电站起步是与奥动新能源汽车科技有限公司(以下简称奥动)合作，北汽提出换电电池的规格和技术条件，奥动负责换电站建设运营和提供备用电池。司机将车辆开进换电站，整个换电过程自动完成。换下来的电池经检测后，在夜间利用谷电充电。专业化的电池维护有利于延长电池寿命，一旦发现有问题的电池，就及时进行维修或更换。在换电的同时，还可以通过互联网进行记账结算，不需要人工收费，这进一步节省了时间。整个换电过程只需几分钟的时间，受到了出租车司机广泛的欢迎。
四.宁德时代换电
大部分私家车主在日常使用的场景下，只能用到其电池电量的10～20％，但为了缓解里程焦虑，满足偶尔的长途出行的需求。选择购买电池电量更大的车，消费者为了偶尔才用到的电量，却付出了大量的沉没成本。
要同时化解续航里程、补电便捷性、购置和使用成本这三个问题，从共享化和服务化的角度思考，在车电分离的模式下，将电池作为共享资产独立出来，让电池不再是个人的消费品。对此，宁德时代推出“换电块、快换站和APP”三个产品。
宁德时代的第一代巧克力换电块（单块电池续航200km)，它是专门为实现共享换电，开发量产的电池，它有“小而高能、自由组合、极简设计”三大优势。快换站则具有“占地小、流通快、容量大、全气候”等特点。单个电块的换电时间约一分钟，站内可以存储48块换电块，确保用户时时都有满电的电块可以更换，无需长时间等待电块充电。
不同版本的换电站，可以适配不同地区的气候环境。而对于宁德时代配套服务的APP，它提供了人、车、站，电块的相互连接和服务。基于这个创新的组合换电整体解决方案，宁德时代电服推出了首个换电服务品牌EVOGO。它有“一电多车、按需租电、可租可换”三大特点，主要服务主体是乘用车，而宁德时代的时代骐骥则主要服务于重卡群体。
但是宁德时代的第一代换电站并未大规模建立，2022年4月，宁德时代EVOGO在厦门建设了第一批四个巧克力换电站，预计到2022年底，厦门要累计建成34座，但事实上，截止2023年年底，厦门投运的换电站也就十几座，并没有达成当初的目标。其他城市像福州，合肥，贵阳等城市虽然也有投放，但是呢，数量并不多。传闻二代换电站将要落地铺设，而三代已在同步研发，或许在不久的将来会有更多搭载宁德时代EVOGO模块化动力电池的汽车上路行驶。
五.上汽飞凡换电
2022年9月27日，飞凡R7正式上市，全系支持车电分离购买，自此开启了飞凡的换电之路。2分30秒完成换电，这将是飞凡R7带来的第一个惊喜。飞凡R7换电背后是换电新晋玩家——捷能智电，由上汽集团、中国石化、中国石油、宁德时代和上海国际汽车城联合成立，将依托“两桶油”遍布全国的5万余座加油站网络，升级打造“可换电、可充电”的综合能源服务站。
针对目前用户对换电体验的普遍痛点，飞凡汽车推出行业首创换电不断电（基于EMP整车电源管理系统），2分半快速换电、DRIVE THRU贯穿式换电体验、主动消防式换电站、更高单站电池容效，共五大硬核换电黑科技。
第二代捷能换电站在换电方式上，换电仓最多可容纳40块电池，其采用双仓换电，一个负责拆卸低电量电池，另一个则负责安装高电量电池，两者密切配合，步调一致，并且可以根据双仓电池可用情况，灵活智能调换任务，换电时间缩短至2分钟以内。
在换电方式上，车主首先通过导航到换电站，然后车机会自动下单，它屏幕界面会显示目前还有多少人在排队，还剩多少分钟可以进行换电，稍后至可以进行换电的时候，车辆行驶到换电门口，门口上方的摄像头扫描顾客的车牌号，进行系统验证，验证完毕即抬杆驶入，正式换电。
六.换电模式的影响作用
针对电动汽车二手车保值率低这一新能源汽车的共性问题，飞凡、蔚来等车企推出的“车电分离”方案，即消费者在购买新车时可以买“裸车”，然后采用租赁方式使用电池。这一模式解决了电池充电时间过长的问题，也能对用于更换的电池进行专业化维护，从而延长电池寿命，还避免了由于电池性能衰减影响二手车保值的问题，特别是消费者购买“裸车”，还可以在原来定价的基础上减少几万元钱的支出，获得实惠。
换电模式还有方便旧电池回收利用的好处。传统模式下，电池属于用户所有，厂家要从用户手里回购旧电池才能进行处理，而用户分散在四面八方，各个时期各种车型的电池都不一样，这给回收利用带来了很大的障碍。在换电模式下，这些问题全都迎刃而解，加上换电模式还具有规模优势，为电池的梯次利用和报废电池拆解提供了有利条件。
2020年一年通过符合新能源汽车废旧电池综合利用行业规范的企业回收利用或报废处理的退役动力电池就有4万吨，预计到2025年底，将达到95万吨，并且这一数据呈现逐年递增的态势。新能源汽车报废的动力电池以磷酸铁锂电池为主，其主要有两个来源:一是已经报废的新能源汽车的电池和维修替换的电池;二是电池生产企业生产的次品电池，这些电池不能用于装车，也不能流向市场，据估算，这类电池大约占回收电池的40%。
回收的电池有一部分可以梯次利用，就是用于备用电源、储能。磷酸铁锂电池寿命长，安全性好，更适合梯次利用。但是退役的电池组一般需要进行改制才能满足新用户的使用要求。除了梯次利用外，对于没有使用价值的废旧动力电池，不可以采用再生利用方式，其将转变为把大部分材料回收利用，比如金属提取，外壳回收等方式。
