Pozadie

Výmena napájania elektrického vozidla sa týka výmeny napájacej batérie, aby sa rýchlo doplnila energia, čím sa vyrieši problém nízkej rýchlosti nabíjania a obmedzenia nabíjacích staníc. Napájaciu batériu obsluhuje obsluha jednotným spôsobom, čo pomáha racionálne usporiadať nabíjací výkon, predĺžiť životnosť batérie a uľahčiť recykláciu batérie. Kľúčové body prác na štandardizácii automobilov v roku 2022 zverejnilo Ministerstvo priemyslu a informačných technológií v marci 2022, pričom spomenulo aj požiadavku na urýchlenie výstavby spoplatňovacích a náhradných systémov a noriem.

Súčasný stav vývoja náhrady energie

V súčasnosti je režim výmeny energie široko používaný a propagovaný a technológia tiež urobila veľký pokrok. Na batériovú elektráreň boli aplikované niektoré nové technológie, ako napríklad automatická výmena energie a inteligentný servis. Mnoho krajín a regiónov po celom svete prijalo technológiu výmeny napájacej batérie, z ktorých sú najpoužívanejšie Čína, Japonsko, Spojené štáty americké a ďalšie krajiny. Do tohto odvetvia sa začalo zapájať stále viac výrobcov batérií a výrobcov automobilov a niektoré spoločnosti začali pilotovať a presadzovať praktické aplikácie.

Už v roku 2014 Tesla spustila vlastnú stanicu na výmenu batérie, ktorá používateľom poskytuje služby rýchlej výmeny batérie, aby dosiahli dlhú cestu po diaľnici. Tesla doteraz zriadila viac ako 20 staníc na výmenu energie v Kalifornii a na iných miestach. Niektoré holandské spoločnosti po prvýkrát predstavili hybridné riešenia založené na rýchlom nabíjaní a technológii výmeny energie batérie. Singapur, Spojené štáty americké, Švédsko, Jordánsko a ďalšie krajiny a regióny zároveň vyvinuli pomerne pokročilé a rozsiahle stanice na výmenu energie pre elektrické vozidlá.

Niekoľko podnikov v oblasti nových energetických vozidiel, ktoré pritiahli veľkú pozornosť v Číne, začína venovať pozornosť a skúmať komerčné využitie modelu náhrady elektrickej energie vozidla. Režim výmeny energie, ktorý používa NIO, známy domáci výrobca nových energetických vozidiel, je špeciálny režim, ktorý umožňuje majiteľovi vymeniť batériu za plne nabitú batériu za maximálne 3 minúty.

V oblasti verejnej dopravy je bežnejší režim zmeny výkonu. Napríklad Ningde Times spolupracovala s okresom Nanshan v Shenzhen na poskytnutí 500 batérií pre elektrické autobusy a vybudovala 30 staníc na výmenu energie. Spoločnosť Jingdong vybudovala viac ako 100 staníc na výmenu energie v Pekingu, Šanghaji, Guangzhou, Shenzhene a ďalších mestách, ktoré poskytujú rýchle a pohodlné služby výmeny batérií pre logistické vozidlá.

Aplikácia schémy výmeny energie

V tejto fáze sú hlavnými spôsobmi výmeny napájania na trhu výmena napájania podvozku, výmena napájania v prednej kabíne/vzadu a výmena napájania na bočnej stene.

• Chassis power exchange označuje spôsob odstránenia pôvodného akumulátora zo spodnej časti podvozku a výmeny nového akumulátora, ktorý sa používa hlavne v oblasti automobilov, SUV, MPV a ľahkých logistických vozidiel a používajú ho hlavne BAIC, NIO, Tesla a tak ďalej. Táto schéma sa dá ľahko dosiahnuť, pretože čas výmeny batérie je krátky a stupeň automatizácie je vysoký, ale je potrebné vybudovať novú pevnú stanicu na výmenu energie a pridať nové zariadenie na výmenu energie.
• Výmena pohonu v prednej kabíne/zadnom vozidle znamená, že súprava batérií je umiestnená v prednej kabíne/zadnej časti vozidla otvorením prednej kabíny/kufru na vybratie a výmenu novej batérie. Táto schéma sa používa najmä v oblasti automobilov, v súčasnosti sa používa najmä v Lifan, SKIO a pod. Táto schéma nevyžaduje nové zariadenie na výmenu energie a realizuje výmenu energie pomocou manuálneho ovládania mechanických ramien. Náklady sú nízke, ale vyžaduje si spoluprácu dvoch ľudí, čo trvá dlho a je neefektívne.
• Výmena napájania na bočnej stene znamená, že sa batéria vyberie z boku a nahradí sa novou batériou, ktorá sa používa najmä v oblasti osobných a nákladných automobilov a používa sa hlavne v autokaroch. V tejto schéme je rozloženie batérie najrozumnejšie, ale je potrebné otvoriť bočnú stenu, čo ovplyvní vzhľad vozidla.

Existujúce problémy

• Široká škála batériových jednotiek: Akumulátory používané v elektrických vozidlách na trhu sú ternárne lítium-iónové batérie, lítium-železnaté fosfátové batérie, sodno-iónové batérie atď. Technológia výmeny energie elektrických vozidiel musí byť kompatibilná s rôznymi druhmi batérií balenia.
• Obtiažne prispôsobenie napájania: batéria každého elektrického vozidla je iná a stanica na výmenu energie elektrického vozidla musí dosiahnuť prispôsobenie výkonu. To znamená poskytnúť každému elektrickému vozidlu vchádzajúcemu do stanice akumulátor, ktorý zodpovedá výkonu, ktorý potrebuje. Okrem toho musí byť elektráreň kompatibilná s rôznymi typmi a značkami elektrických vozidiel, čo tiež predstavuje výzvy pre realizáciu technológie a kontrolu nákladov.
• Otázky bezpečnosti: Batéria je jednou z najdôležitejších súčastí elektrických vozidiel a stanica na výmenu energie elektrických vozidiel musí fungovať na základe predpokladu, že zaistí bezpečnosť súpravy batérií.
• Vysoké náklady na vybavenie: stanice na výmenu elektrickej energie pre elektrické vozidlá si musia kúpiť veľké množstvo batérií a náhradných zariadení, náklady sú relatívne vysoké.

Aby sa prejavili výhody technológie náhrady energie, je potrebné dosiahnuť zjednotenie parametrov batériových zdrojov rôznych značiek a rôznych modelov, zlepšiť zameniteľnosť a dosiahnuť univerzálne rozmery napájacej batérie, ovládanie komunikácie a prispôsobenie zariadení. Preto je formulácia a zjednotenie noriem náhrady energie jedným z dôležitých faktorov ovplyvňujúcich vývoj budúcej technológie náhrady energie.