Pozadí

Výměna napájení elektrického vozidla se týká výměny napájecí baterie za účelem rychlého doplnění energie, řešení problému pomalé rychlosti nabíjení a omezení nabíjecích stanic. Napájecí baterii obsluhuje obsluha jednotným způsobem, což pomáhá racionálně uspořádat nabíjecí výkon, prodloužit životnost baterie a usnadnit její recyklaci. Klíčové body práce na standardizaci automobilů v roce 2022 vydalo Ministerstvo průmyslu a informačních technologií v březnu 2022, kde se také zmínilo o požadavku na urychlení výstavby zpoplatňovacích a nahrazovacích systémů a norem.

Současný stav vývoje náhrady energie

V současné době je režim výměny energie široce používán a propagován a technologie také udělala velký pokrok. V bateriové elektrárně byly použity některé nové technologie, jako je automatická výměna energie a inteligentní servis. Mnoho zemí a regionů po celém světě přijalo technologii výměny napájecích baterií, z nichž nejrozšířenější jsou Čína, Japonsko, Spojené státy americké a další země. Do tohoto odvětví se začalo připojovat stále více výrobců baterií a výrobců automobilů a některé společnosti začaly pilotovat a prosazovat praktické aplikace.

Již v roce 2014 Tesla spustila vlastní stanici pro výměnu baterie, která uživatelům poskytuje služby rychlé výměny baterie, aby dosáhli dlouhé cesty po dálnici. Dosud Tesla zřídila více než 20 stanic pro výměnu energie v Kalifornii a na dalších místech. Některé nizozemské společnosti poprvé představily hybridní řešení založená na technologii rychlého nabíjení a výměny baterie. Singapur, Spojené státy, Švédsko, Jordánsko a další země a regiony zároveň vyvinuly poměrně pokročilé a rozsáhlé stanice pro výměnu elektrické energie pro vozidla.

Několik podniků v oblasti nových energetických vozidel, které v Číně přitáhly velkou pozornost, začíná věnovat pozornost a zkoumat komerční využití modelu náhrady elektrické energie pro vozidla. Režim výměny energie používaný společností NIO, známým tuzemským výrobcem nových energetických vozidel, je speciální režim, který umožňuje majiteli vyměnit baterii za plně nabitou baterii za maximálně 3 minuty.

V oblasti hromadné dopravy je běžnější režim změny výkonu. Například Ningde Times spolupracovala s Nanshan District of Shenzhen na poskytnutí 500 baterií pro elektrické autobusy a vybudovala 30 stanic pro výměnu energie. Společnost Jingdong vybudovala více než 100 stanic pro výměnu energie v Pekingu, Šanghaji, Guangzhou, Shenzhenu a dalších městech, které poskytují rychlé a pohodlné služby výměny baterií pro logistická vozidla.

Aplikace schématu výměny energie

V této fázi jsou hlavními metodami výměny napájení na trhu výměna napájení podvozku, výměna napájení přední kabiny/zadního pohonu a výměna napájení bočních stěn.

• CHassis power exchange označuje způsob vyjmutí původního bateriového bloku ze spodní části podvozku a výměnu nového bateriového bloku, který se používá především v oblasti automobilů, SUV, MPV a lehkých logistických vozidel a je používán především BAIC, NIO, Tesla a tak dále. Tohoto schématu lze snadno dosáhnout, protože doba výměny baterie je krátká a stupeň automatizace je vysoký, ale je třeba vybudovat novou pevnou stanici pro výměnu energie a přidat nové zařízení pro výměnu energie.
• Výměna přední kabiny/zadního pohonu znamená, že je baterie umístěna v přední kabině/zadní části vozu otevřením přední kabiny/zavazadelníku pro vyjmutí a výměnu nové baterie. Toto schéma se používá hlavně v oblasti automobilů, v současnosti se používá hlavně v Lifanu, SKIO a tak dále. Toto schéma nevyžaduje nové zařízení pro výměnu energie a realizuje výměnu energie pomocí ručního ovládání mechanických ramen. Náklady jsou nízké, ale vyžaduje to spolupráci dvou lidí, což trvá dlouho a je neefektivní.
• Výměna napájení na boční stěně znamená, že se baterie vyjme z boku a nahradí se novou baterií, která se používá hlavně v oblasti osobních a nákladních automobilů a používá se hlavně v autokarech. V tomto schématu je rozložení baterie nejrozumnější, ale je třeba otevřít boční stěnu, což ovlivní vzhled vozidla.

Stávající problémy

• Široká škála bateriových sad: Bateriové sady používané v elektrických vozidlech na trhu jsou ternární lithium-iontové baterie, lithium-železo-fosfátové baterie, sodno-iontové baterie atd. Technologie výměny napájení elektrických vozidel musí být kompatibilní s různými druhy baterií balení.
• Obtížné přizpůsobení napájení: sada baterií každého elektrického vozidla je odlišná a stanice pro výměnu napájení elektrického vozidla musí dosáhnout přizpůsobení výkonu. To znamená poskytnout každému elektrickému vozidlu vjíždějícímu do stanice baterii, která odpovídá výkonu, který potřebuje. Kromě toho musí být elektrárna kompatibilní s různými typy a značkami elektrických vozidel, což také představuje výzvy pro realizaci technologie a kontrolu nákladů.
• Bezpečnostní otázky: Baterie je jednou z nejdůležitějších součástí elektrických vozidel a stanice pro výměnu energie elektrických vozidel musí fungovat na předpokladu zajištění bezpečnosti sady baterií.
• Vysoké náklady na vybavení: stanice pro výměnu elektrické energie pro vozidla potřebují koupit velké množství baterií a náhradního vybavení, náklady jsou relativně vysoké.

Aby byly využity výhody technologie náhrady energie, je nutné dosáhnout sjednocení parametrů bateriových sad různých značek a různých modelů, zlepšit zaměnitelnost a dosáhnout univerzálních rozměrů napájecí baterie, řízení komunikace a přizpůsobení zařízení. Proto je formulace a sjednocení standardů náhrady energie jedním z důležitých faktorů ovlivňujících vývoj budoucí technologie náhrady energie.