回溯本源，充电桩给电动汽车加电的方式是作为类比传统加油站给燃油车加油的模式被提出来的，然而提出这个类比的同时恰恰忽略了电池和燃油能量密度相差1个数量级这一客观事实，充电桩和加油站不具备可比性的深层次原因。因此，依赖于充电桩的建设发展电动汽车的模式和思路从出发点就是错误的。换句话说，如果我们希望为电动车主提供等同与燃油车和加油站模式的用户体验，技术上必须要做的就是：
努力增大插电式电动汽车内的电池组容量;
努力建设比加油站多一个数量级的超大规模充电基础设施。
除去可行性和成本的因素，这两者在逻辑上又形成了新的悖论：例如，目前电动汽车整车厂解决“里程焦虑”问题的方法是提高整车的电池组容量来达到延长单次充电的巡航里程(整车厂想当然的巡航里程)。然而，在电池的比能量相同的情况下，续航里程越高则意味着汽车要背的电池组的重量和体积越大，电池组和整车的成本就会越高，车主的充电等待时间就会越长，这些因素反过来又进一步加深了充电设施不足的问题。因此，完全依靠插电式电动车和充电桩模式直接给电动汽车充电是解决不了电动汽车车主所希望的随时随地进行能量补充的核心需求。
笔者认为解决这一问题的唯一出路是用户自主换电模式。用户自主换电模式不同于以往国家电网和南方电网的集中换电站模式，是真正意义上的用户自主的模式，其技术核心就是电池组的碎片化和能量信息化管控及基于能源互联网的定制化的能量服务。在自主换电模式下，车和电池组首先进行分离，进而传统大容量电池组被分割成大量的小容量“电池能量块”，通过能量信息化等技术手段进行自动检测，自动配置，自动管控的信息能量一体化管控实现电池和管控系统的分离。
能量共享和运营
在自主换电模式下，用户可以根据自己的出行需求来自由地选择不同厂家，不同批次，不同新旧程度，不同型号，甚至是不同质量的“电池能量块”给自己的电动汽车进行按需能量配置。例如，用户通常知道自己当前出行的目的地和里程，因此可以给当次出行配置相关的电池容量。在出行过程中，如果发生行程有变能量不足的情况，用户可在附近的便利店/加油站等场所随时找到可更换的电池能量块，甚至可以用“电池Uber”的电池能量O2O和移动互联网应用找到能够提供电池能量块的其他车主，自取自换，实现真正的C端能量共享和运营。基于电池碎片化和能量信息化及互联网化管控技术的电池能量块可以实现真正意义上的具有”互联网+电池“属性的移动电源。只有移动电源变为现实，用户侧C端能源的自由流通和交易才将变成可能，人-车-电池-桩-网才能消除条块分割，进行统筹优化，支撑和促进能源革命，实现”互联网+智慧能源“的愿景。届时作为移动用电负载的电动汽车才可以自由行驶，再无丝毫羁绊。
产业链和价值链的唯一方法
电池组是电动汽车的动力核心，其性能和成本对电动汽车的普及和发展有着决定性的作用。然而，单体电池的品质差异性和传统固定连接的电池成组方法极大影响了电池组的系统效率，安全性，可靠性和可维护性。受限于能量密度、循环寿命、材料成本及安全性的相互掣肘，电动汽车的电池实际上在3-5年间就需要更换，而退役动力电池的巨大价值无法充分利用。在电动汽车领域，我们必须正视电池组只能使用其20%甚至更低比例可用容量的事实，这也是电动汽车成本居高不下的原因—— 目前电池组的成本占到了整车成本的50%以上。此外再加上电动汽车使用时间远远小于闲置时间、缺乏动力电池梯级利用的有效手段等因素，造成了目前电池资源的巨大浪费。
其实单从技术层面看，经过几十年的努力，目前的锂离子电池单体做的已经非常好了，充放电循环寿命可以达到5000-10000次，物理寿命达到10-20年，单体电芯的成本下降非常快(目前已低于1块钱/瓦时)。目前我们真正缺乏的是电池应用的系统级技术，真正把电池单体变成一种可流通资源的技术，其深层次的驱动力是由于电池已经从过去的耗材变成了一种新的可作为能量载体的固定资产。
从应用的角度看，每一个电动汽车用户都关心自己车上的电池组性能和状态。然而用户真正关心的是什么?用户其实并不关心电池内部工作机理和电化学特性，而是电池组充放电效率、经济性、安全行和可靠性等用户体验参数。对于一般用户而言，电池就是能装能量的容器(类比瓶装水和桶装水，又如充电宝)。因此我们需要从C端重新审视电池应用模式和展望新能源行业的发展未来。自主换电模式可以支撑作为能量容器的电池能量块来承载能源无处不在的美好愿景，可以支撑电池在更细的时空颗粒度下进行复用和重组。在自主换电模式中，电池的属性将不再由厂家赋予，而是由用户赋予，通过用户需求的正交性进行高密度的复用和梯级利用，从而真正实现了电池全生命周期的价值最大化和电池行业的产业链贯通。
车电分离，电池自选，自主换电，能量运营。
在电池能量信息化和互联网化管控技术的支撑下，电池演变为一种新型的可计算资源得以在电池应用市场中实现真正流通，而电动汽车可以随处获取以电池能量块形态存在的移动电源，进而可以通过电池能量云平台来进行管理和控制及运营，通过能量大数据平台，管理数量庞大的、在市场流通的电池能量块，从而使电池能量运营以虚拟电厂的形态在C端实现与电网平等的市场地位。
在能源互联网电动汽车的模式中，电动汽车将演变为一种互联网硬件，从而变成能源互联网能量服务的物理载体，类比于苹果公司认为最终的服务体系架构才是真正意义上的长远商业模式。电动汽车是可以免费提供给用户，而电动汽车运营商可以依靠能量运营(如电力直供和分布式能源消纳等)和提供的定制化能量服务来盈利。
附：电池能量信息化技术简介
支撑电池能量块和“电池Uber”模式得以实现的核心技术是电池能量信息化技术。通过对电池能量的离散化和数字化处理，去除了电池使用过程中的非线性和不确定性，通过互联网的分布式架构和先进电力电子半导体将传统电池组变成自适应动态可重构电池网络，支撑了软件定义电池的应用。
慈松教授团队目前已经实现了全球首套基于能量信息化和能量互联技术的分布式电池能量管理系统，该系统中电池网络管控节点可达到互联网级的1792个，跟互联网一样，理论上该技术体系的可扩展能力无穷大。这套系统通过智能芯片管控每一节单体电池，实现毫秒级的电池网络拓扑重构和纳秒级的单体电池通断，让电池组内部、碎片化的电池块之间随时根据环境变化来动态调整自身的工作状态，使其始终保持最优化的供能模式，实时管控并告警，让能量流与信息流达到真正的融合。目前已经完成了应用这套分布式电池能量管控技术体系的两款电动车的改装测试，通过电池能量管控系统，我们可以通过电池云平台监控到每一节电池，通过电池能量块可以进行自主换电式能量补给，按需配置电池，支撑能量共享和运营。
作者简介：
慈松：清华大学能源互联网创新研究院PI研究员，美国University of Nebraska-Lincoln终身副教授，国家能源局中国能源互联网战略研究课题组首席科学家及能源互联网行动计划课题组专家。2007年率先提出了自适应动态可重构电池网络和能量信息化与互联网化管控的概念，曾应邀在美国国家基金会的能量管理科学年会上做特邀亮点报告。慈松博士主持承担过多项美国和中国的科研项目，并受邀担任多个科学基金会及研究机构的评审专家。
