GeVeCo的电池更换服务是如何运作的?
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GeVeCo是Hartford Electric Light Company于1910至1924年间在美国康涅狄格州运营的一项电池更换服务: 电动汽车车主不购买电池,而是通过订阅使用预先充好电的可更换电池. 该系统采用由可变的按英里计费和月度服务费组成的合同结构运行,直到1924年关闭为止,这些车辆总计行驶了超过600万英里.
要点速览
- 可更换电池的想法最早于1896年提出; 商业应用于1910年启动.
- 在GeVeCo模式下,车辆出售时不含电池,能源按英里计费出售.
- 该系统运行了14年,累计超过600万英里.
- 1917年起,类似服务在芝加哥为Milburn车主开展; 电池更换大约需要5分钟.
- 由于对电动汽车的需求下降,该服务于1924年终止.
什么是GeVeCo?这个想法从何而来?
在今天那些把电池更换当作创新来推介的初创公司之前,了解到这一概念最早于1896年被提出,会改变你对这件事的看法. 当时汽车尚未普及,铅酸电池笨重、容量低且充电时间长. 早期电动汽车的核心瓶颈是能量储存; 这一状况至今依然存在,但当时的解决方案更为激进: 将电池从车辆的永久部件中剥离,将其视为一种可储存、可交换的商品.
将这一想法转化为商业运营的是Hartford Electric Light Company. 该公司于1883年4月7日通过珍珠街的蒸汽发电厂向六位客户供电开始运营,并于1896年成为首家使用储能电池的水利设施运营商. 也就是说,这是一家多年来不仅将电池技术用于车辆,还将其作为电网一部分来认识的机构. 1910年,与General Vehicle Company(General Electric部分持股的公司,简称GeVeCo)合作开展的服务正是建立在这一积累之上.
商业模式如何运作: 不带电池买车,按订阅使用能源
GeVeCo系统的精妙之处在于将所有权分为两个独立部分. 客户从General Vehicle Company购买不含电池的车辆; 笨重且昂贵的电池包完全不计入购车成本. 电力则以可更换电池的形式从Hartford Electric Light Company获取. 也就是说,车辆只需购买一次,而能源则像今天订阅的一项服务一样持续供应.
合同结构也反映了这种划分,由两个部分组成:
- 可变的按英里计费: 所消耗的能源根据车辆行驶的里程计费. 按使用付费的逻辑使电池中储存的能量可以直接出售.
- 月度服务费: 这笔费用涵盖电池的维护以及卡车的存放. 也就是说,电池的健康状况、寿命和可用性由服务运营商负责,而不是客户.
从今天的眼光来看,这套方案显然是现代化的: 电池衰减风险、最昂贵部件的所有权以及充电基础设施问题,这三者都被转移给了运营商. 在硬件方面,系统也是端到端设计的; 无论车辆还是电池包都以便于快速更换的方式制造. 换下的空电池包在站点被替换为满电电池包,客户无需等待充电,继续上路. 这一时期的服务主要面向电动卡车; 在固定线路上运行、预计续航可预测的车队车辆,正是换电模式经济性最适合的客户群体.
14年行驶600万英里: 该系统可规模化验证的成功
评估一项服务最诚实的尺度,就是它实际运行了多少. GeVeCo电池服务从1910年一直运营到1924年,期间接受服务的车辆累计行驶里程超过600万英里. 考虑到1910年代的道路条件以及当时电池的能量密度,这个数字并非夸大宣传的展示性数据,而是十四年间每天重复运营的总和.
从工程角度来看,令人印象深刻的是,该系统并不依赖某一项技术奇迹. 铅酸电池始终处于那个时代的局限之内; 成功来自于一个集中充电并负责电池维护的运营商,通过物流和合同设计弥补了能量密度低的缺陷. 充电时间长的问题并没有消失,但客户从来不必在等待队列中度过这段时间.
芝加哥的并行服务: Milburn车主与5分钟换电
GeVeCo并非唯一的例子. 从1917年起,在数年时间里,芝加哥为Milburn电动汽车车主提供了类似的电池租赁服务. 在俄亥俄州托莱多生产的Milburn Light Electric,相比同时代竞争对手价格最低,且轻了约1,000磅; 人们认为它安静、清洁而时尚. Milburn Wagon Company在1915年至1923年间总共生产了约4,000辆电动汽车.
芝加哥服务的细节展示了那个时期的运营成熟度. 据1917年一份电气行业出版物记载的Fashion Station,是首个提供电池租赁计划的站点,其电池包更换时间约为5分钟. 而在1922款Milburn上,即使车主没有提出更换请求,运营商也可以对电池包进行检查和维护——也就是说,即使未被使用,电池库存也能得到集中维护以保持良好状态. 这与今天的车队管理纪律已相当接近.
系统为何崩溃? 汽油的优势与需求的枯竭
GeVeCo服务于1924年被终止; 其理由是电动汽车需求减少以及整个行业的兴趣减退. 但这与其说是商业模式的失败,不如说是它所耕耘的市场本身蒸发了. 20世纪初,早期电动汽车曾占有相当可观的份额,1900年纽约已经有电动出租车车队投入运营. 电动车安静、清洁且易于使用; 与需要手摇曲柄启动的汽油车不同,它们曾被推向女性驾驶者市场. 随后打破平衡的变化接踵而至:
- 廉价的德克萨斯石油: 随着城际道路的改善,对长续航的需求不断增长; 廉价的汽油使内燃机成为长途出行的天然解决方案.
- 电动启动机: 1912年起普及的电动启动装置消除了汽油车最大的使用障碍——手摇曲柄,使电动车最强大的优势失去意义.
- 价格: 1912年,电动汽车的平均售价约为 1,750 美元,而内燃机车售价约为 650 美元. 从1908年开始,福特 Model T 通过量产不断降价,将这一差距永久性地拉开.
当这三大因素叠加在一起时,即便是换电模式所解决的问题——充电等待时间——也不足以挽救市场; 因为已经没有可供购买的车辆了. 到1935年,电动汽车几乎完全退出了舞台,而 GeVeCo 的订阅模式因找不到可以依托的市场也随之终结.
现代换电尝试不过眨眼之间: 同一想法的第二轮与第三轮
这个想法当然没有消亡; 它只是在等待市场. 现代时期第一个尝试将换电推向主流的企业是 Better Place,该公司于2011年3月在以色列开设了首个换电站; 这家提供约 5 分钟换电服务的公司于2013年5月破产. 特斯拉也在2013年6月为 Model S 展示了约 90 秒的换电演示,甚至计划以 60–80 美元的价格提供这项服务; 但到了2015年,其唯一的换电站因客户缺乏兴趣而关闭. 这些案例是 GeVeCo 所面对现实的现代重演: 仅有技术是不够的,背后还需要一支可持续的车辆车队和使用模式.
也有结果不同的例子. Gogoro为电动滑板车运营着截至2021年台湾约11,000个站点的全球最大换电网络,换电次数已超过2亿次. 蔚来则到2026年已累计完成1亿次电池更换; 平均更换时间约为 3 分钟,单周完成的更换数量约为 120 万次. 无论规模大小,换电模式的共同点与 GeVeCo 在1910年所验证的原则如出一辙: 当电池作为共享基础设施来管理时,充电时间长的问题可以彻底消除.
从 GeVeCo 至今留下的启示
Hartford Electric Light Company 的 GeVeCo 服务是一个值得铭记的早期案例,因为它同时解决了三件事: 它把电池的高昂首购成本从客户转嫁给了运营商,通过换电彻底消除了充电等待时间,并将电池维护集中到了中心. 600万公里的行驶数据表明,这不是一个停留在纸面上的设计,而是一套运转了十四年的成熟体系. 最终终结这套体系的,并非模式本身,而是燃油车在价格和使用上的优势. 今天,当换电网络再度扩张时,需要衡量的问题依然没有变: 是否有足够的车辆和正确使用模式? GeVeCo正是这个问题最早、最悠久的数据点.