Tło

Wymiana zasilania pojazdu elektrycznego odnosi się do wymiany akumulatora zasilającego w celu szybkiego uzupełnienia mocy, rozwiązując problem małej prędkości ładowania i ograniczenia liczby stacji ładowania. Operator zarządza energią akumulatora w sposób ujednolicony, co pozwala racjonalnie rozmieścić moc ładowania, wydłużyć żywotność akumulatora i ułatwić jego recykling. Kluczowe punkty prac normalizacyjnych dla pojazdów samochodowych w roku 2022 zostało opublikowane przez Ministerstwo Przemysłu i Informatyki w marcu 2022 r., w którym wspomniano także o wymogu przyspieszenia budowy systemów i standardów ładowania i wymiany.

Status quo rozwoju wymiany zasilania

Obecnie tryb wymiany zasilania jest szeroko stosowany i promowany, a technologia również poczyniła ogromne postępy. W elektrowni akumulatorowej zastosowano nowe technologie, takie jak automatyczna wymiana zasilania i inteligentna obsługa. Wiele krajów i regionów na całym świecie przyjęło technologię wymiany akumulatorów, z których najczęściej stosowane są Chiny, Japonia, Stany Zjednoczone i inne kraje. Do branży zaczęło przyłączać się coraz więcej producentów akumulatorów i samochodów, a niektóre firmy rozpoczęły pilotaż i promocję w praktycznych zastosowaniach.

Już w 2014 roku Tesla uruchomiła własną stację wymiany akumulatorów, zapewniając użytkownikom usługę szybkiej wymiany akumulatorów, aby umożliwić im długą podróż autostradą. Do tej pory Tesla uruchomiła ponad 20 stacji wymiany zasilania w Kalifornii i innych miejscach. Niektóre holenderskie firmy po raz pierwszy wprowadziły rozwiązania hybrydowe oparte na technologii szybkiego ładowania i wymiany zasilania akumulatorów. Jednocześnie Singapur, Stany Zjednoczone, Szwecja, Jordania i inne kraje i regiony rozwinęły stosunkowo zaawansowane i zakrojone na dużą skalę stacje wymiany zasilania pojazdów elektrycznych.

Kilka przedsiębiorstw działających w branży nowych pojazdów energetycznych, które przyciągnęły wiele uwagi w Chinach, zaczyna zwracać uwagę na komercyjne zastosowanie modelu wymiany zasilania pojazdów elektrycznych i badać je. Tryb wymiany zasilania stosowany przez NIO, znanego krajowego producenta pojazdów nowej energii, to tryb specjalny, który pozwala właścicielowi na wymianę akumulatora na w pełni naładowany w czasie nie dłuższym niż 3 minuty.

W transporcie publicznym tryb zmiany mocy jest bardziej powszechny. Na przykład Ningde Times współpracował z dystryktem Nanshan w Shenzhen w celu dostarczenia 500 akumulatorów do autobusów elektrycznych i zbudował 30 stacji wymiany zasilania. Jingdong zbudował ponad 100 stacji wymiany zasilania w Pekinie, Szanghaju, Kantonie, Shenzhen i innych miastach, zapewniając szybkie i wygodne usługi wymiany akumulatorów w pojazdach logistycznych.

Zastosowanie programu wymiany mocy

Na tym etapie głównymi metodami wymiany zasilania dostępnymi na rynku są wymiana zasilania w podwoziu, wymiana zasilania w przedniej części kabiny/tyłu oraz wymiana zasilania w ścianie bocznej.

• CWymiana zasilania Hassis odnosi się do sposobu usunięcia oryginalnego zestawu akumulatorów z dolnej części podwozia i wymiany nowego zestawu akumulatorów, który jest stosowany głównie w samochodach osobowych, SUV-ach, MPV i lekkich pojazdach logistycznych i jest używany głównie przez BAIC, NIO, Tesla i tak dalej. Schemat ten jest łatwy do zrealizowania, ponieważ czas wymiany baterii jest krótki, a stopień automatyzacji jest wysoki, ale wymaga budowy nowej stacjonarnej stacji wymiany zasilania i dodania nowego sprzętu do wymiany zasilania.
• Wymiana zasilania w przedniej/tylnej kabinie oznacza, że ​​zestaw akumulatorów jest umieszczony w przedniej kabinie/tyle samochodu, poprzez otwarcie przedniej kabiny/bagażnika w celu wyjęcia i wymiany nowego zestawu akumulatorów. Schemat ten jest stosowany głównie w samochodach, obecnie używany głównie w Lifanie, SKIO i tak dalej. Schemat ten nie wymaga nowego sprzętu do wymiany zasilania i realizuje wymianę zasilania poprzez ręczną obsługę ramion mechanicznych. Koszt jest niewielki, ale wymaga współpracy dwóch osób, co zajmuje dużo czasu i jest nieefektywne.
• Wymiana zasilania ściany bocznej oznacza, że ​​zestaw akumulatorów jest wyjmowany z boku i zastępowany nowym zestawem akumulatorów, który jest stosowany głównie w samochodach osobowych i ciężarowych oraz głównie w autokarach. W tym schemacie rozmieszczenie akumulatora jest najrozsądniejsze, ale ściana boczna wymaga otwarcia, co wpłynie na wygląd pojazdu.

Istniejące problemy

• Szeroka gama akumulatorów: akumulatory stosowane w pojazdach elektrycznych dostępnych na rynku to trójskładnikowe akumulatory litowo-jonowe, akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe, akumulatory sodowo-jonowe itp. Technologia wymiany zasilania w pojazdach elektrycznych musi być kompatybilna z różnymi rodzajami akumulatorów paczki.
• Trudne dopasowanie mocy: pakiet akumulatorów każdego pojazdu elektrycznego jest inny, a stacja wymiany zasilania pojazdu elektrycznego musi osiągnąć dopasowanie mocy. Czyli zapewnić każdemu pojazdowi elektrycznemu wjeżdżającemu na stację pakiet akumulatorów odpowiadający mocy, jakiej potrzebuje. Ponadto elektrownia musi być kompatybilna z różnymi typami i markami pojazdów elektrycznych, co również stwarza wyzwania w zakresie realizacji technologii i kontroli kosztów.
• Kwestie bezpieczeństwa: Zestaw akumulatorów jest jednym z najważniejszych elementów pojazdów elektrycznych, a stacja wymiany zasilania pojazdów elektrycznych musi działać w oparciu o założenie zapewnienia bezpieczeństwa zestawu akumulatorów.
• Wysoki koszt sprzętu: stacje wymiany zasilania pojazdów elektrycznych muszą kupować dużą liczbę akumulatorów i sprzętu zamiennego, koszt jest stosunkowo wysoki.

Aby wykorzystać zalety technologii wymiany zasilania, konieczne jest osiągnięcie ujednolicenia parametrów akumulatorów różnych marek i różnych modeli, zwiększenie wymienności oraz osiągnięcie uniwersalnych wymiarów zasilaczy, sterowania komunikacją i dopasowania sprzętu. Dlatego też sformułowanie i ujednolicenie standardów wymiany mocy jest jednym z ważnych czynników wpływających na rozwój przyszłej technologii wymiany mocy.