康丽燕（Kangli Yan）| 郭云涛（Yuntao Guo）| 钱新武（Xinwu Qian）| 张帅（Shuai Zhang）| 刘灿（Can Liu）| 李兴华（Xinghua Li）| 杨杰（Jie Yang）
摘要
电池更换服务（BSS）能够减少停运时间，缓解续航焦虑，并提高电动出租车和网约车服务（ETRS）驾驶员的运营效率。然而，驾驶员的偏好以及影响他们持续使用BSS意愿的关键因素尚未得到充分研究。以往的研究主要依赖于有限的调查范围和缺乏BSS使用经验的参与者，这降低了研究结果的可靠性。为了解决这一问题，我们提出了一个扩展的技术接受模型（Technology Acceptance Model，ETAM），该模型纳入了社会影响、电池质量评估、服务期望、BSS使用经验、工作班次模式和社会人口统计属性，并使用多指标多原因（Multiple Indicators Multiple Causes，MIMIC）框架进行估算。基于对中国上海约1000名具有BSS使用经验的ETRS驾驶员的线下调查数据，结果显示，与基础模型相比，所提出的模型在解释方差方面提高了10%以上。在所有考察因素中，电池质量评估和感知有用性被认为是驾驶员继续使用BSS的主要决定因素。感知易用性和服务期望也对态度和意愿有显著影响。相比之下，社会影响的作用较为有限。多组分析进一步表明，在时间敏感性和工作班次模式上存在差异：双班次和高时间压力的驾驶员对服务可靠性和便利性的要求更高。这些发现为BSS政策和服务设计提供了实证支持。
引言
出租车和网约车服务（TRS）是城市交通的重要组成部分，每天为数百万乘客提供灵活的按需出行服务（Lai和Li，2024；Guo等人，2025）。全球范围内，网约车平台支撑着巨大的日常需求——例如，2025年第一季度，Uber在70个国家和10,000个城市中保持领先地位，每天完成超过3300万次出行，而滴滴紧随其后，在中国市场占据主导地位，每天有约3000万用户（Straits Research，2025）。TRS活动的规模巨大，导致能源消耗和环境影响显著，因此它们向低碳动力系统的转型尤为重要（Zhang等人，2023）。出于这些考虑，特别是在人口密集的城市环境中降低运营成本的需求，TRS正在快速实现电气化，尤其是在中国。2024年，全球电动汽车（EV）销量达到1780万辆，其中中国占比超过50%（EV VOLUMES，2025）。深圳和上海的电动TRS车队几乎完全实现了电气化：截至2019年，深圳99%的出租车为电动车；截至2024年，上海为95%（Lei等人，2022；Global Times，2024）。
尽管ETRS大幅减少了城市排放并提高了能源效率，但其运营特性放大了电动汽车的一些已知局限性。较长的充电时间、不足的充电基础设施和有限的行驶里程——这些问题对所有电动汽车都存在，但对ETRS来说更为严峻（Du等人，2018；Zhang等人，2023；Gazmeh等人，2024；Liu等人，2025）。与私家车不同，ETRS几乎需要连续运行（单班次或双班次），几乎没有充电时间（UNECE，2025）。它们极高的日行驶里程加剧了续航限制，而过度依赖公共充电站则在人口密集的城市中造成了瓶颈。此外，许多ETRS驾驶员租用车辆而非拥有车辆，因此无法使用私人家庭充电设施，这使他们更加依赖公共充电基础设施（Guo等人，2025；Touker等人，2025）。这些挑战不仅限制了运营效率，还增加了成本并降低了服务可靠性，凸显了需要替代能源补充方案的必要性。
电池更换服务（BSS）为插电充电提供了一种有吸引力的替代方案，减少了对于公共充电的依赖，特别适合ETRS的高强度运营需求（Chen等人，2024；Murugan和Marisamynathan，2024）。BSS的整体流程如图1所示。BSS通过标准化和高度自动化的流程运作，旨在最小化车辆停运时间（图1）。车辆到达后，电池电动汽车被放置在更换平台上，耗尽的电池会自动从车架中取出，并替换为现场储存的充满电的电池（或在高峰时段接近充满电的电池）（Chen等人，2024）。备用电池存放在专用存储架上，并连接到充电模块，在车辆停用期间为返回的电池充电。这种将车辆操作与电池充电分离的设计使得更换过程可以在3到5分钟内完成，而电池充电和热管理则在后台独立进行（Guo等人，2025）。
通过车辆、电池存储和充电单元之间的持续循环，BSS保持了服务的可用性和运营可靠性，这些是用户认为便捷、减少续航焦虑、时间效率和服务吸引力的关键因素，相比传统的快速充电过程（Zhang等人，2023，2024；Lee和Kim，2024；Guo等人，2025）。此外，与经常受到充电设施可用性和充电时间限制的快速充电站不同，BSS通常会备有多个充满电的电池，可以在几分钟内完成快速更换，大大减少了用户的等待时间，提供了更高的运营灵活性。
对于ETRS而言，这种快速周转尤为重要，因为它们的高日行驶里程和紧张的工作班次安排使得长时间充电的空间有限（Rainieri等人，2023）。同时，BSS运营商可以通过更换服务收费、通过优化充电计划实现电价套利以及参与电网辅助服务（如削峰和灵活性提供）来增加商业可行性（Zhang等人，2024）。此外，一些驾驶员每月只需支付980元人民币（约150美元）即可无限次更换电池，这比传统的充电模式更具成本竞争力（Motor Biscuit，2021）。截至2025年6月底，中国已部署了5000多个BSS站点，预计全球市场将从2022年的17亿美元增长到2031年的118亿美元，年增长率超过20%（PatentPC，2025）。BSS还带来了系统层面的好处：通过在非高峰时段为电池充电，站点可以减少高峰需求，缓解城市电网的压力，并提高整体稳定性（Lee和Kim，2024）。通过解决车队层面的挑战和能源系统问题，BSS为ETRS的电气化提供了有前景的路径。
尽管有这些优势，BSS的采用仍然相对有限，尤其是在主要试点市场或特定电动汽车品牌之外。这种低普及率与快速充电基础设施形成鲜明对比，后者仍然是电动汽车能源补充的主要方式。一些研究试图解释这一现象，但许多研究依赖于简化的模型，忽略了更换行为背后的复杂决策结构（Adu-Gyamfi等人，2022a，2022b；Lee和Kim，2024；Murugan和Marisamynathan，2024；Kegel等人，2025）。此外，大多数现有研究集中在私人电动汽车用户上，考察了采用意愿、定价偏好或充电与更换之间的比较（Wang等人，2021；Chen等人，2024；Lee和Kim，2024；Murugan和Marisamynathan，2024；Simwaba和Qutieshat，2025）。这种关注忽略了ETRS独特的运营环境，其中高利用率、有限的停运时间、租赁安排和对公共基础设施的依赖创造了不同的采用动态。2024年6月对约50名ETRS驾驶员进行的初步调查和焦点小组讨论进一步表明，当前研究中很少考虑电池质量担忧、对未来服务可用性的期望和工作模式等关键因素。这些观察表明，影响ETRS采用的因素与私人用户的情况有很大不同，强调了对该高影响车队的专门研究的必要性。
为了解决这些不足，本研究探讨了ETRS驾驶员继续使用BSS的意愿决定因素。持续使用意愿指的是驾驶员愿意将持续使用BSS支持的车辆和服务作为其专业运营的一部分。
本研究做出了三个主要贡献：
首先，基于现有文献和初步的实地调查，我们开发了一个扩展的技术接受模型（ETAM），该模型整合了BSS特有的服务属性（即电池质量评估和服务期望），以及已建立的接受模型要素，包括感知有用性、感知易用性、态度和社会影响（Adu-Gyamfi等人，2022a，2022c；Chen等人，2024；Lee和Kim，2024；Murugan和Marisamynathan，2024；Kegel等人，2025）。通过明确建模操作上重要的服务属性，该框架改进了主要关注初次使用或私人用户环境的现有采用模型，为专业环境中的持续BSS使用提供了结构化的解释。
其次，本研究将分析重点从私人BEV用户转向ETRS驾驶员，基于在中国上海进行的综合声明和揭示偏好调查。最终样本包括996份有效回答，这些驾驶员具有直接的使用BSS的经验，为高利用率专业车队中的持续使用意愿提供了宝贵的实证证据，填补了当前文献中的关键空白。
第三，该框架使用多指标多原因（MIMIC）方法进行估算，并通过时间敏感性（高 vs. 低）和工作班次模式（单班次 vs. 双班次）进行了多组分析。这种设计有助于识别特定子群体的行为机制，并突出了在总体采用模型中经常被忽视的持续使用意愿的差异性。总体而言，这些发现丰富了BSS采用动态的理论理解，并为服务设计和政策干预提供了可操作的见解，以支持高强度城市车队的电气化。
文献综述
为了全面系统地了解现有研究，本研究进行了结构化的文献综述，重点关注BSS及其采用影响因素。通过Web of Science和Scopus等主要学术数据库，使用“电池更换”、“采用”和“意愿”等关键词组合来识别相关文章。在筛选标题、摘要和全文后，我们保留了一组直接涉及BSS的研究。
调查设计
在开始调查之前，向参与者提供了知情同意书，概述了研究目的、参与的自愿性质、涉及的问题类型、预计完成时间以及关于匿名性和数据保密性的保证。只有确认理解并同意的参与者才能继续填写主问卷。
为了确保回答基于最近和相关的服务经验，
社会人口统计特征
如表4所示，样本主要由男性驾驶员和相对年轻的群体组成，大多数受访者出生于1980年后，反映了上海ETRS劳动力的 demographic 特征。相当一部分受访者还报告了高强度的运营模式，包括长时间驾驶、高日行驶里程和双班次安排。这些特征与所提出的ETAM框架在理论上是相关的，因为它们强调了强烈的时间压力
感知有用性和电池质量评估
结果表明，感知有用性和电池质量评估是ETRS驾驶员继续使用BSS的最强预测因素。这种模式反映了专业驾驶决策的根本功利性质。对于那些日常收入依赖于车辆不间断运行的ETRS驾驶员来说，采用和持续使用BSS更多地受到工作效率和收入稳定性的实际改善的驱动，而不是新奇性或同伴影响。
结论
本研究通过提供对专业移动系统中ETRS驾驶员为何在高强度运营环境中继续使用BSS的情境敏感解释，推进了对BSS的理解。利用基于上海经验丰富的驾驶员的实证证据的扩展技术接受模型（ETAM），分析表明，持续使用BSS受到运营性能感知、服务可靠性期望和个人因素的共同影响。
作者贡献声明
康丽燕：撰写——原始草稿、调查、正式分析、数据整理、概念化。郭云涛：撰写——审阅与编辑、方法论、资金获取、数据整理、概念化。钱新武：撰写——审阅与编辑、资金获取、概念化。张帅：正式分析、数据整理。刘灿：正式分析、数据整理。李兴华：撰写——审阅与编辑、概念化。杨杰：调查、数据整理。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金（52272322）和国家科学基金（2323732）的支持。
