Pozadina

Zamjena napajanja električnog vozila odnosi se na zamjenu baterije za brzo punjenje energije, rješavanje problema spore brzine punjenja i ograničenja stanica za punjenje. Baterijom za napajanje operater upravlja na unificiran način, što pomaže racionalnom rasporedu snage punjenja, produljuje životni vijek baterije i olakšava recikliranje baterije. Ključne točke rada na standardizaciji automobila u 2022. godini objavilo je Ministarstvo industrije i informacijske tehnologije u ožujku 2022., u kojem se također spominje zahtjev za ubrzanjem izgradnje sustava punjenja i zamjene i standarda.

Status quo razvoja zamjene električne energije

Trenutačno se način zamjene napajanja naširoko koristi i promiče, a tehnologija je također postigla veliki napredak. Neke nove tehnologije primijenjene su na baterijskoj elektrani, poput automatske zamjene napajanja i inteligentnog servisa. Mnoge zemlje i regije diljem svijeta usvojile su tehnologiju zamjene baterija, od kojih se najviše koriste Kina, Japan, Sjedinjene Države i druge zemlje. Sve više i više proizvođača baterija i proizvođača automobila počelo se pridruživati ​​industriji, a neke su tvrtke počele pilotirati i promovirati praktične primjene.

Još 2014. godine Tesla je lansirao vlastitu stanicu za zamjenu baterija, pružajući korisnicima brzu uslugu zamjene baterija za dugo putovanje autocestom. Do sada je Tesla uspostavio više od 20 zamjenskih stanica u Kaliforniji i drugim mjestima. Neke su nizozemske tvrtke po prvi put predstavile hibridna rješenja temeljena na tehnologiji brzog punjenja i zamjene baterije. U isto vrijeme, Singapur, Sjedinjene Države, Švedska, Jordan i druge zemlje i regije razvile su relativno napredne i velike zamjenske stanice za električna vozila.

Nekoliko poduzeća u području novih energetskih vozila koja su privukla veliku pozornost u Kini počinju obraćati pozornost i istraživati ​​komercijalnu primjenu modela zamjene snage električnih vozila. Režim zamjene energije koji koristi NIO, poznati domaći proizvođač novih energetskih vozila, je poseban mod, koji vlasniku omogućuje da bateriju zamijeni potpuno napunjenom baterijom za najviše 3 minute.

U području javnog prijevoza češći je način promjene snage. Na primjer, Ningde Times je surađivao s okrugom Nanshan u Shenzhenu kako bi osigurao 500 baterija za električne autobuse i izgradio 30 stanica za zamjenu električne energije. Jingdong je izgradio više od 100 stanica za zamjenu električne energije u Pekingu, Šangaju, Guangzhou, Shenzhenu i drugim gradovima, pružajući brze i praktične usluge zamjene baterija za logistička vozila.

Primjena sheme zamjene energije

U ovoj fazi, glavne metode zamjene napajanja na tržištu su zamjena napajanja šasije, zamjena napajanja prednje kabine/stražnje strane i zamjena napajanja bočnog zida.

• Chassis zamjena napajanja odnosi se na način uklanjanja originalnog paketa baterija iz donjeg dijela šasije i zamjene novog paketa baterija, koji se uglavnom koristi u poljima automobila, SUV, MPV i lakih logističkih vozila, a uglavnom ga koriste BAIC, NIO, Tesla i tako dalje. Ovu je shemu lako postići jer je vrijeme zamjene baterije kratko, a stupanj automatizacije visok, ali treba izgraditi novu fiksnu stanicu za zamjenu energije i dodati novu opremu za zamjenu energije.
• Zamjena napajanja prednje kabine/stražnje jedinice znači da se baterija postavlja u prednju kabinu/stražnji dio automobila, otvaranjem prednje kabine/prtljažnika kako bi se uklonila i zamijenila nova baterija. Ova shema se uglavnom koristi u području automobila, trenutno se uglavnom koristi u Lifanu, SKIO i tako dalje. Ova shema ne zahtijeva novu opremu za zamjenu napajanja, a zamjenu energije ostvaruje ručnim upravljanjem mehaničkim rukama. Cijena je niska, ali zahtijeva zajednički rad dvoje ljudi, što dugo traje i nije učinkovito.
• Zamjena napajanja bočne stijenke znači da se baterija uklanja sa strane i zamjenjuje novom baterijom, koja se uglavnom koristi u području osobnih automobila i kamiona, a uglavnom se koristi u autobusima. U ovoj shemi raspored baterija je najrazumniji, ali treba otvoriti bočnu stijenku, što će utjecati na izgled vozila.

Postojeći problemi

• Širok izbor paketa baterija: paketi baterija koji se koriste u električnim vozilima na tržištu su ternarne litij-ionske baterije, litij-željezo-fosfatne baterije, natrij-ionske baterije itd. Tehnologija zamjene električne energije u električnim vozilima mora biti kompatibilna s različitim vrstama baterija paketi.
• Teško usklađivanje snage: paket baterija svakog električnog vozila je drugačiji, a stanica za zamjenu napajanja električnog vozila mora postići usklađivanje snage. Odnosno, osigurati svakom električnom vozilu koje ulazi u stanicu bateriju koja odgovara snazi ​​koja mu je potrebna. Osim toga, elektrana mora biti kompatibilna s različitim vrstama i markama električnih vozila, što također predstavlja izazov za realizaciju tehnologije i kontrolu troškova.
• Sigurnosna pitanja: Baterija je jedna od najvažnijih komponenti električnih vozila, a stanica za zamjenu električne energije električnih vozila treba raditi na premisi osiguravanja sigurnosti baterije.
• Visoka cijena opreme: zamjenske stanice za napajanje električnih vozila moraju kupiti veliki broj paketa baterija i zamjenske opreme, cijena je relativno visoka.

Kako bi se iskoristile prednosti tehnologije zamjene napajanja, potrebno je postići unificiranje parametara baterijskog paketa različitih marki i različitih modela, poboljšati zamjenjivost i postići univerzalne dimenzije paketa baterija, komunikacijske kontrole i usklađivanja opreme. Stoga je formulacija i objedinjavanje standarda zamjene električne energije jedan od važnih čimbenika koji utječu na razvoj buduće tehnologije zamjene električne energije.