從專利觀察蔚來汽車之充換電技術

講到電動車，多數人大概會先想到特斯拉(Tesla)的Model系列。而特斯拉的創辦人馬斯克卻曾公開表示，該公司最大的競爭對手很可能來自中國大陸公司。

電動交通基礎設施及需更加普及

在晶片及電池缺料的影響下，各大車廠的產能都很緊繃，而缺料僅為暫時性的供需失衡。對於蔚來汽車(NIO)而言，若要實現盈利目標，衝高銷量發揮規模經濟的效益乃必要之舉。

由於NIO在2020年底現金儲備來到新高的65億美元，在等待產能到位的同時，也著手在內蒙古、青海等地方加強建置電動交通基礎設施(如充電樁、換電站等)，以緩解使用者的續航里程焦慮(Range Anxiety)，進而搶占傳統燃油車的市場空間。

NIO逐步建置新一代換電站

相對於Tesla所採用的插充方案，NIO側重以抽換電池來為電動車補充電力(類似台灣的Gogoro電動機車，但電動車的電池重達500公斤)。由於NIO車主購車時可選擇電池部份「以租代買」的BaaS(Battery as a Service)模式，在此情況下車主不會太計較電池是新是舊，自然對於抽換電池抱持著友善態度。

為執行抽換電池的服務，NIO在中國大陸多個城市建置換電站。關於換電站的運作，NIO已揭露於中國專利CN 208101947 U，當電動車進入換電站之後，先由舉升裝置將車輛抬升至一定高度，透過機械設備從底盤卸下電力耗盡的電池，再裝入蓄滿電力的電池，隨後回降舉升裝置，完成抽換電池作業。

2021年NIO更推出新一代換電站，如中國專利申請案CN 112140939 A的內容，電動車可直接駛入位於坡道頂端的換電平台，機械設備由開合機構的開口伸出，據以執行電池的拆卸及裝填工作。新一代換電站不再需要舉升裝置，能有效提升整體作業速度，甚至比加油還快。

資料來源：中國國家知識產權局，作者整理

同步以充電樁及移動充電車提供服務

雖然NIO對於電力補充是以抽換電池為核心，基於換電站所費不貲，所以並未偏廢插充方案。除了隨車附贈家用充電樁之外，NIO也在戶外空間建置公共充電樁，至少在換電站密集度較不足的地區，車主仍可以透過鄰近的充電樁補充電力，或是呼叫移動充電車至現場處理。

實際上，車主有電力補充需求時，即便根據站點地圖選擇充電樁，可能到現場才發現已被他人捷足先登。因此NIO在中國專利申請案CN 108829778 A提出了充電樁的智能推薦方法，運用機器學習挖掘車主附近閒置機率較高的充電樁，減少撲空造成的不便。

此外，NIO也針對移動充電車的散熱問題尋求解決之道，如中國專利CN 106808999 B所述，利用單一水冷系統各自對驅動電機及儲能電池進行冷卻，避免工作溫度過高影響移動充電車的運作，確保使用上的安全性。

小結

Tesla與NIO所推出的電動車產品皆主打高階市場，但在充換電技術上，前者基於成本考量大力擁抱插充方案，而NIO則提供多元選項，讓車主決定透過換電站、充電樁或移動充電車補充電力，並結合BaaS模式降低購車價格及推動電池維護服務，打造出以客為尊的商業策略。正因如此，使得NIO握有能和傳統燃油車業者爭勝的本錢。