Φόντο

Η αντικατάσταση ηλεκτρικού ρεύματος οχήματος αναφέρεται στην αντικατάσταση της μπαταρίας ισχύος για γρήγορη αναπλήρωση της ισχύος, στην επίλυση του προβλήματος της αργής ταχύτητας φόρτισης και του περιορισμού των σταθμών φόρτισης. Η διαχείριση της μπαταρίας τροφοδοσίας γίνεται από τον χειριστή με ενιαίο τρόπο, γεγονός που βοηθά στην ορθολογική διευθέτηση της ισχύος φόρτισης, στην παράταση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας και στη διευκόλυνση της ανακύκλωσης της μπαταρίας. Το Υπουργείο Βιομηχανίας και Πληροφορικής κυκλοφόρησε τον Μάρτιο του 2022 τα βασικά σημεία των εργασιών τυποποίησης αυτοκινήτων το έτος 2022, το οποίο ανέφερε επίσης την απαίτηση να επιταχυνθεί η κατασκευή συστημάτων και προτύπων φόρτισης και αντικατάστασης.

Status quo ανάπτυξης αντικατάστασης ισχύος

Προς το παρόν, η λειτουργία αντικατάστασης ισχύος έχει χρησιμοποιηθεί και προωθηθεί ευρέως και η τεχνολογία έχει επίσης σημειώσει μεγάλη πρόοδο. Ορισμένες νέες τεχνολογίες έχουν εφαρμοστεί στον ηλεκτρικό σταθμό μπαταρίας, όπως η αυτόματη αντικατάσταση ρεύματος και το έξυπνο σέρβις. Πολλές χώρες και περιοχές σε όλο τον κόσμο έχουν υιοθετήσει την τεχνολογία αντικατάστασης μπαταριών ισχύος, από τις οποίες η Κίνα, η Ιαπωνία, οι Ηνωμένες Πολιτείες και άλλες χώρες είναι οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες. Όλο και περισσότεροι κατασκευαστές μπαταριών και αυτοκινητοβιομηχανίες άρχισαν να προσχωρούν στη βιομηχανία και ορισμένες εταιρείες έχουν αρχίσει να πιλοτικά και να προωθούν σε πρακτικές εφαρμογές.

Ήδη από το 2014, η Tesla κυκλοφόρησε τον δικό της σταθμό αντικατάστασης μπαταρίας, παρέχοντας στους χρήστες υπηρεσίες ταχείας αντικατάστασης μπαταρίας για να επιτύχουν ένα μακρύ οδικό ταξίδι στον αυτοκινητόδρομο. Μέχρι στιγμής, η Tesla έχει δημιουργήσει περισσότερους από 20 σταθμούς αντικατάστασης ηλεκτρικής ενέργειας στην Καλιφόρνια και σε άλλα μέρη. Ορισμένες ολλανδικές εταιρείες έχουν εισαγάγει για πρώτη φορά υβριδικές λύσεις που βασίζονται στην τεχνολογία γρήγορης φόρτισης και αντικατάστασης ισχύος μπαταρίας. Ταυτόχρονα, η Σιγκαπούρη, οι Ηνωμένες Πολιτείες, η Σουηδία, η Ιορδανία και άλλες χώρες και περιοχές έχουν αναπτύξει σχετικά προηγμένους και μεγάλης κλίμακας σταθμούς αντικατάστασης ισχύος ηλεκτρικών οχημάτων.

Αρκετές επιχειρήσεις στον τομέα των νέων ενεργειακών οχημάτων που έχουν προσελκύσει μεγάλη προσοχή στην Κίνα αρχίζουν να δίνουν προσοχή και να διερευνούν την εμπορική εφαρμογή του μοντέλου αντικατάστασης ισχύος ηλεκτρικών οχημάτων. Η λειτουργία αντικατάστασης ισχύος που χρησιμοποιείται από τη NIO, έναν γνωστό εγχώριο κατασκευαστή νέων ενεργειακών οχημάτων, είναι μια ειδική λειτουργία, η οποία επιτρέπει στον ιδιοκτήτη να αντικαταστήσει την μπαταρία με μια πλήρως φορτισμένη μπαταρία σε όχι περισσότερο από 3 λεπτά.

Στον τομέα των δημόσιων μεταφορών, ο τρόπος αλλαγής ισχύος είναι πιο συνηθισμένος. Για παράδειγμα, η Ningde Times συνεργάστηκε με την περιφέρεια Nanshan του Shenzhen για την παροχή 500 μπαταριών ηλεκτρικών λεωφορείων και κατασκεύασε 30 σταθμούς αντικατάστασης ρεύματος. Η Jingdong έχει κατασκευάσει περισσότερους από 100 σταθμούς αντικατάστασης ρεύματος στο Πεκίνο, τη Σαγκάη, το Guangzhou, το Shenzhen και άλλες πόλεις, παρέχοντας γρήγορες και βολικές υπηρεσίες αντικατάστασης μπαταριών για οχήματα εφοδιαστικής.

Εφαρμογή συστήματος αντικατάστασης ισχύος

Σε αυτό το στάδιο, οι κύριες μέθοδοι αντικατάστασης ισχύος στην αγορά είναι η αντικατάσταση ισχύος πλαισίου, η αντικατάσταση ισχύος μπροστινής καμπίνας/πίσω και η αντικατάσταση ισχύος πλευρικού τοιχώματος.

• CΗ αντικατάσταση ισχύος hassis αναφέρεται στον τρόπο αφαίρεσης της αρχικής μπαταρίας από το κάτω μέρος του πλαισίου και αντικατάστασης της νέας μπαταρίας, η οποία χρησιμοποιείται κυρίως στους τομείς των αυτοκινήτων, των SUV, των MPV και των ελαφρών οχημάτων logistics και χρησιμοποιείται κυρίως από BAIC, NIO, Tesla και ούτω καθεξής. Αυτό το σχέδιο είναι εύκολο να επιτευχθεί καθώς ο χρόνος αντικατάστασης της μπαταρίας είναι σύντομος και ο βαθμός αυτοματισμού είναι υψηλός, αλλά χρειάζεται να κατασκευαστεί ένας νέος σταθμός αντικατάστασης σταθερής ισχύος και να προστεθεί νέος εξοπλισμός αντικατάστασης ισχύος.
• Η αντικατάσταση ισχύος μπροστινής καμπίνας/πίσω σημαίνει ότι η μπαταρία είναι τοποθετημένη στην μπροστινή καμπίνα/πίσω του αυτοκινήτου, ανοίγοντας την μπροστινή καμπίνα/πορτμπαγκάζ για να αφαιρέσετε και να αντικαταστήσετε τη νέα μπαταρία. Αυτό το σύστημα χρησιμοποιείται κυρίως στον τομέα των αυτοκινήτων, επί του παρόντος χρησιμοποιείται κυρίως σε Lifan, SKIO και ούτω καθεξής. Αυτό το σχέδιο δεν απαιτεί νέο εξοπλισμό αντικατάστασης ισχύος και πραγματοποιεί αντικατάσταση ισχύος μέσω χειροκίνητης λειτουργίας των μηχανικών βραχιόνων. Το κόστος είναι χαμηλό, αλλά απαιτεί δύο άτομα να συνεργαστούν, κάτι που διαρκεί πολύ και είναι αναποτελεσματικό.
• Αντικατάσταση τροφοδοσίας πλευρικού τοιχώματος σημαίνει ότι η μπαταρία αφαιρείται από το πλάι και αντικαθίσταται με μια νέα μπαταρία, η οποία χρησιμοποιείται κυρίως στον τομέα των επιβατικών αυτοκινήτων και φορτηγών και χρησιμοποιείται κυρίως σε πούλμαν. Σε αυτό το σχήμα, η διάταξη της μπαταρίας είναι η πιο λογική, αλλά το πλευρικό τοίχωμα πρέπει να ανοίξει, κάτι που θα επηρεάσει την εμφάνιση του οχήματος.

Υπάρχοντα προβλήματα

• Μεγάλη ποικιλία μπαταριών: Τα πακέτα μπαταριών που χρησιμοποιούνται στα ηλεκτρικά οχήματα στην αγορά είναι τριμερείς μπαταρίες ιόντων λιθίου, μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου, μπαταρίες ιόντων νατρίου κ.λπ. Η τεχνολογία αντικατάστασης ισχύος ηλεκτρικών οχημάτων πρέπει να είναι συμβατή με διαφορετικά είδη μπαταριών πακέτα.
• Δύσκολη αντιστοίχιση ισχύος: η μπαταρία κάθε ηλεκτρικού οχήματος είναι διαφορετική και ο σταθμός αντικατάστασης ισχύος ηλεκτρικού οχήματος πρέπει να επιτύχει αντιστοίχιση ισχύος. Δηλαδή, να παρέχει σε κάθε ηλεκτρικό όχημα που εισέρχεται στο σταθμό μια μπαταρία που να ταιριάζει με την ισχύ που χρειάζεται. Επιπλέον, ο σταθμός ηλεκτροπαραγωγής πρέπει να είναι συμβατός με διαφορετικούς τύπους και μάρκες ηλεκτρικών οχημάτων, γεγονός που θέτει επίσης προκλήσεις για την υλοποίηση της τεχνολογίας και τον έλεγχο του κόστους.
• Θέματα ασφάλειας: Το πακέτο μπαταριών είναι ένα από τα πιο βασικά εξαρτήματα των ηλεκτρικών οχημάτων και ο σταθμός αντικατάστασης ισχύος των ηλεκτρικών οχημάτων πρέπει να λειτουργεί με βάση την προϋπόθεση της διασφάλισης της ασφάλειας του πακέτου μπαταριών.
• Υψηλό κόστος εξοπλισμού: οι σταθμοί αντικατάστασης ισχύος ηλεκτρικών οχημάτων πρέπει να αγοράσουν μεγάλο αριθμό πακέτων μπαταριών και εξοπλισμού αντικατάστασης, το κόστος είναι σχετικά υψηλό.

Προκειμένου να παίξουν τα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας αντικατάστασης ισχύος, είναι απαραίτητο να επιτευχθεί η ενοποίηση των παραμέτρων της μπαταρίας διαφόρων εμπορικών σημάτων και διαφόρων μοντέλων, να ενισχυθεί η εναλλαξιμότητα και να επιτευχθούν οι καθολικές διαστάσεις της μπαταρίας ισχύος, ο έλεγχος επικοινωνίας και η αντιστοίχιση εξοπλισμού. Επομένως, η διαμόρφωση και η ενοποίηση των προτύπων αντικατάστασης ισχύος είναι ένας από τους σημαντικούς παράγοντες που επηρεάζουν την ανάπτυξη της μελλοντικής τεχνολογίας αντικατάστασης ισχύος.