回溯本源，充電樁給電動汽車加電的方式是作為類比傳統加油站給燃油車加油的模式被提出來的，然而提出這個類比的同時恰恰忽略了電池和燃油能量密度相差1個數量級這一客觀事實，充電樁和加油站不具備可比性的深層次原因。因此，依賴于充電樁的建設發展電動汽車的模式和思路從出發點就是錯誤的。換句話說，如果我們希望為電動車主提供等同與燃油車和加油站模式的用戶體驗，技術上必須要做的就是：

　　努力增大插電式電動汽車內的電池組容量;

　　努力建設比加油站多一個數量級的超大規模充電基礎設施。

　　除去可行性和成本的因素，這兩者在邏輯上又形成了新的悖論：例如，目前電動汽車整車廠解決“里程焦慮”問題的方法是提高整車的電池組容量來達到延長單次充電的巡航里程(整車廠想當然的巡航里程)。然而，在電池的比能量相同的情況下，續航里程越高則意味著汽車要背的電池組的重量和體積越大，電池組和整車的成本就會越高，車主的充電等待時間就會越長，這些因素反過來又進一步加深了充電設施不足的問題。因此，完全依靠插電式電動車和充電樁模式直接給電動汽車充電是解決不了電動汽車車主所希望的隨時隨地進行能量補充的核心需求。

　　筆者認為解決這一問題的唯一出路是用戶自主換電模式。用戶自主換電模式不同于以往國家電網和南方電網的集中換電站模式，是真正意義上的用戶自主的模式，其技術核心就是電池組的碎片化和能量信息化管控及基于能源互聯網的定制化的能量服務。在自主換電模式下，車和電池組首先進行分離，進而傳統大容量電池組被分割成大量的小容量“電池能量塊”，通過能量信息化等技術手段進行自動檢測，自動配置，自動管控的信息能量一體化管控實現電池和管控系統的分離。

　　能量共享和運營

　　在自主換電模式下，用戶可以根據自己的出行需求來自由地選擇不同廠家，不同批次，不同新舊程度，不同型號，甚至是不同質量的“電池能量塊”給自己的電動汽車進行按需能量配置。例如，用戶通常知道自己當前出行的目的地和里程，因此可以給當次出行配置相關的電池容量。在出行過程中，如果發生行程有變能量不足的情況，用戶可在附近的便利店/加油站等場所隨時找到可更換的電池能量塊，甚至可以用“電池Uber”的電池能量O2O和移動互聯網應用找到能夠提供電池能量塊的其他車主，自取自換，實現真正的C端能量共享和運營?；陔姵厮槠湍芰啃畔⒒盎ヂ摼W化管控技術的電池能量塊可以實現真正意義上的具有”互聯網+電池“屬性的移動電源。只有移動電源變為現實，用戶側C端能源的自由流通和交易才將變成可能，人-車-電池-樁-網才能消除條塊分割，進行統籌優化，支撐和促進能源革命，實現”互聯網+智慧能源“的愿景。屆時作為移動用電負載的電動汽車才可以自由行駛，再無絲毫羈絆。

　　產業鏈和價值鏈的唯一方法

　　電池組是電動汽車的動力核心，其性能和成本對電動汽車的普及和發展有著決定性的作用。然而，單體電池的品質差異性和傳統固定連接的電池成組方法極大影響了電池組的系統效率，安全性，可靠性和可維護性。受限于能量密度、循環壽命、材料成本及安全性的相互掣肘，電動汽車的電池實際上在3-5年間就需要更換，而退役動力電池的巨大價值無法充分利用。在電動汽車領域，我們必須正視電池組只能使用其20%甚至更低比例可用容量的事實，這也是電動汽車成本居高不下的原因—— 目前電池組的成本占到了整車成本的50%以上。此外再加上電動汽車使用時間遠遠小于閑置時間、缺乏動力電池梯級利用的有效手段等因素，造成了目前電池資源的巨大浪費。

　　其實單從技術層面看，經過幾十年的努力，目前的鋰離子電池單體做的已經非常好了，充放電循環壽命可以達到5000-10000次，物理壽命達到10-20年，單體電芯的成本下降非?？?目前已低于1塊錢/瓦時)。目前我們真正缺乏的是電池應用的系統級技術，真正把電池單體變成一種可流通資源的技術，其深層次的驅動力是由于電池已經從過去的耗材變成了一種新的可作為能量載體的固定資產。

　　從應用的角度看，每一個電動汽車用戶都關心自己車上的電池組性能和狀態。然而用戶真正關心的是什么?用戶其實并不關心電池內部工作機理和電化學特性，而是電池組充放電效率、經濟性、安全行和可靠性等用戶體驗參數。對于一般用戶而言，電池就是能裝能量的容器(類比瓶裝水和桶裝水，又如充電寶)。因此我們需要從C端重新審視電池應用模式和展望新能源行業的發展未來。自主換電模式可以支撐作為能量容器的電池能量塊來承載能源無處不在的美好愿景，可以支撐電池在更細的時空顆粒度下進行復用和重組。在自主換電模式中，電池的屬性將不再由廠家賦予，而是由用戶賦予，通過用戶需求的正交性進行高密度的復用和梯級利用，從而真正實現了電池全生命周期的價值最大化和電池行業的產業鏈貫通。

　　車電分離，電池自選，自主換電，能量運營。

　　在電池能量信息化和互聯網化管控技術的支撐下，電池演變為一種新型的可計算資源得以在電池應用市場中實現真正流通，而電動汽車可以隨處獲取以電池能量塊形態存在的移動電源，進而可以通過電池能量云平臺來進行管理和控制及運營，通過能量大數據平臺，管理數量龐大的、在市場流通的電池能量塊，從而使電池能量運營以虛擬電廠的形態在C端實現與電網平等的市場地位。

　　在能源互聯網電動汽車的模式中，電動汽車將演變為一種互聯網硬件，從而變成能源互聯網能量服務的物理載體，類比于蘋果公司認為最終的服務體系架構才是真正意義上的長遠商業模式。電動汽車是可以免費提供給用戶，而電動汽車運營商可以依靠能量運營(如電力直供和分布式能源消納等)和提供的定制化能量服務來盈利。

　　附：電池能量信息化技術簡介

　　支撐電池能量塊和“電池Uber”模式得以實現的核心技術是電池能量信息化技術。通過對電池能量的離散化和數字化處理，去除了電池使用過程中的非線性和不確定性，通過互聯網的分布式架構和先進電力電子半導體將傳統電池組變成自適應動態可重構電池網絡，支撐了軟件定義電池的應用。

　　慈松教授團隊目前已經實現了全球首套基于能量信息化和能量互聯技術的分布式電池能量管理系統，該系統中電池網絡管控節點可達到互聯網級的1792個，跟互聯網一樣，理論上該技術體系的可擴展能力無窮大。這套系統通過智能芯片管控每一節單體電池，實現毫秒級的電池網絡拓撲重構和納秒級的單體電池通斷，讓電池組內部、碎片化的電池塊之間隨時根據環境變化來動態調整自身的工作狀態，使其始終保持最優化的供能模式，實時管控并告警，讓能量流與信息流達到真正的融合。目前已經完成了應用這套分布式電池能量管控技術體系的兩款電動車的改裝測試，通過電池能量管控系統，我們可以通過電池云平臺監控到每一節電池，通過電池能量塊可以進行自主換電式能量補給，按需配置電池，支撐能量共享和運營。

　　作者簡介：

　　慈松：清華大學能源互聯網創新研究院PI研究員，美國University of Nebraska-Lincoln終身副教授，國家能源局中國能源互聯網戰略研究課題組首席科學家及能源互聯網行動計劃課題組專家。2007年率先提出了自適應動態可重構電池網絡和能量信息化與互聯網化管控的概念，曾應邀在美國國家基金會的能量管理科學年會上做特邀亮點報告。慈松博士主持承擔過多項美國和中國的科研項目，并受邀擔任多個科學基金會及研究機構的評審專家。