Bakgrunn

Strømutskifting av elektriske kjøretøy refererer til å bytte ut strømbatteriet for raskt å fylle på strømmen, løse problemet med lav ladehastighet og begrensning av ladestasjoner. Strømbatteriet administreres av operatøren på en enhetlig måte, noe som hjelper til med å ordne ladestrømmen rasjonelt, forlenge batteriets levetid og forenkle batteriresirkulering. Nøkkelpunktene for bilstandardiseringsarbeid i år 2022 ble utgitt av departementet for industri og informasjonsteknologi i mars 2022, som også nevnte kravet om å fremskynde byggingen av lading og erstatte systemer og standarder.

Status quo for utvikling av kraftutskifting

For tiden har strømutskiftingsmodusen blitt mye brukt og promotert, og teknologien har også gjort store fremskritt. Noen nye teknologier har blitt brukt på batterikraftstasjonen, for eksempel automatisk strømutskifting og intelligent service. Mange land og regioner rundt om i verden har tatt i bruk strømbatterierstatningsteknologi, hvorav Kina, Japan, USA og andre land er de mest brukte. Flere og flere batteriprodusenter og bilprodusenter begynte å bli med i industrien, og noen selskaper har begynt å pilotere og markedsføre i praktiske anvendelser.

Allerede i 2014 lanserte Tesla sin egen batteribyttestasjon, som gir brukerne raske batteribyttetjenester for å oppnå en lang biltur på motorveien. Så langt har Tesla etablert mer enn 20 strømutskiftningsstasjoner i California og andre steder. Noen nederlandske selskaper har introdusert hybridløsninger basert på hurtiglading og batterierstatningsteknologi for første gang. Samtidig har Singapore, USA, Sverige, Jordan og andre land og regioner utviklet relativt avanserte og store kraftutskiftningsstasjoner for elektriske kjøretøy.

Flere bedrifter innen nye energikjøretøyer som har tiltrukket seg mye oppmerksomhet i Kina, begynner å ta hensyn til og utforske den kommersielle bruken av strømutskiftingsmodellen for elektriske kjøretøy. Strømutskiftingsmodusen som brukes av NIO, en velkjent innenlandsk produsent av nye energikjøretøyer, er en spesiell modus som lar eieren erstatte batteriet med et fulladet batteri på ikke mer enn 3 minutter.

Innen kollektivtransport er kraftbyttemodusen mer vanlig. For eksempel samarbeidet Ningde Times med Nanshan-distriktet i Shenzhen for å skaffe 500 elektriske bussbatterier, og bygde 30 strømutskiftningsstasjoner. Jingdong har bygget mer enn 100 strømutskiftningsstasjoner i Beijing, Shanghai, Guangzhou, Shenzhen og andre byer, og tilbyr raske og praktiske batteribyttetjenester for logistikkkjøretøyer.

Anvendelse av kraftutskiftningsordning

På dette stadiet er de viktigste kraftutskiftingsmetodene på markedet utskifting av chassiskraft, utskifting av kraftutskifting foran/bak og sideveggutskifting.

• Chassis strømutskifting refererer til måten å fjerne den originale batteripakken fra den nedre delen av chassiset og erstatte den nye batteripakken, som hovedsakelig brukes innen biler, SUV, MPV og lette logistikkkjøretøyer, og brukes hovedsakelig av BAIC, NIO, Tesla og så videre. Denne ordningen er enkel å oppnå da batteribyttetiden er kort og automatiseringsgraden er høy, men det må bygges en ny fast strømutskiftingsstasjon og legge til nytt strømutskiftingsutstyr.
• Strømskifte foran/bak betyr at batteripakken er ordnet i frontkabin/bak på bilen, ved å åpne frontkabin/bagasjerom for å fjerne og skifte ut den nye batteripakken. Denne ordningen brukes hovedsakelig innen biler, for tiden hovedsakelig brukt i Lifan, SKIO og så videre. Denne ordningen krever ikke nytt kraftutskiftingsutstyr, og realiserer kraftutskifting gjennom manuell betjening av de mekaniske armene. Kostnaden for er lav, men det krever at to personer jobber sammen, noe som tar lang tid og er ineffektivt.
• Sideveggstrømutskifting betyr at batteripakken fjernes fra siden og erstattes med en ny batteripakke, som hovedsakelig brukes innen personbiler og lastebiler, og hovedsakelig brukes i busser. I denne ordningen er batterioppsettet det mest fornuftige, men sideveggen må åpnes, noe som vil påvirke utseendet til kjøretøyet.

Eksisterende problemer

• Et bredt utvalg av batteripakker: Batteripakkene som brukes i elektriske kjøretøy på markedet er ternære litium-ion-batterier, litium-jernfosfat-batterier, natrium-ion-batterier osv. Strømutskiftingsteknologi for elektriske kjøretøy må være kompatibel med forskjellige typer batterier pakker.
• Vanskelig strømtilpasning: batteripakken til hvert elektrisk kjøretøy er forskjellig, og strømutskiftingsstasjonen for elektriske kjøretøy må oppnå strømtilpasning. Det vil si å gi hvert elektrisk kjøretøy som kommer inn på stasjonen en batteripakke som matcher strømmen den trenger. I tillegg må kraftstasjonen være kompatibel med ulike typer og merker elbiler, noe som også gir utfordringer for realisering av teknologi og kostnadskontroll.
• Sikkerhetsproblemer: Batteripakken er en av de viktigste komponentene i elektriske kjøretøyer, og strømutskiftingsstasjonen til elektriske kjøretøyer må jobbe med forutsetningen om å sikre sikkerheten til batteripakken.
• Høye utstyrskostnader: kraftutskiftningsstasjoner for elektriske kjøretøy trenger å kjøpe et stort antall batteripakker og erstatningsutstyr, kostnadene er relativt høye.

For å gi nytte av fordelene med strømutskiftingsteknologi, er det nødvendig å oppnå forening av batteripakkeparametere fra forskjellige merker og forskjellige modeller, forbedre utskiftbarheten og oppnå universelle dimensjoner for strømbatteripakke, kommunikasjonskontroll og utstyrsmatching. Derfor er formuleringen og foreningen av kraftutskiftningsstandarder en av de viktige faktorene som påvirker utviklingen av fremtidig kraftutskiftingsteknologi.