Achtergrond

Vervanging van de stroomvoorziening van elektrische voertuigen verwijst naar het vervangen van de accu om de stroom snel aan te vullen, waardoor het probleem van de langzame laadsnelheid en de beperking van laadstations wordt opgelost. De energiebatterij wordt op een uniforme manier door de operator beheerd, wat helpt om het laadvermogen rationeel te regelen, de levensduur van de batterij te verlengen en het recyclen van de batterij te vergemakkelijken. De kernpunten van het automobielstandaardisatiewerk in het jaar 2022 werden in maart 2022 vrijgegeven door het ministerie van Industrie en Informatietechnologie, waarin ook de noodzaak werd genoemd om de constructie van laad- en vervangingssystemen en standaarden te versnellen.

Status quo van de ontwikkeling van energievervanging

Momenteel wordt de stroomvervangingsmodus op grote schaal gebruikt en gepromoot, en de technologie heeft ook grote vooruitgang geboekt. Er zijn enkele nieuwe technologieën toegepast op de batterijkrachtcentrale, zoals automatische stroomvervanging en intelligente service. Veel landen en regio's over de hele wereld hebben technologie voor het vervangen van elektrische batterijen ingevoerd, waarvan China, Japan, de Verenigde Staten en andere landen het meest worden gebruikt. Steeds meer batterijfabrikanten en autofabrikanten begonnen zich bij de industrie aan te sluiten, en sommige bedrijven zijn begonnen met het testen en promoten van praktische toepassingen.

Al in 2014 lanceerde Tesla zijn eigen batterijvervangingsstation, waarmee gebruikers snelle batterijvervangingsservices kunnen krijgen voor een lange rit op de snelweg. Tot nu toe heeft Tesla meer dan twintig energievervangingsstations opgezet in Californië en andere plaatsen. Sommige Nederlandse bedrijven hebben voor het eerst hybride oplossingen geïntroduceerd op basis van snellaad- en batterijvervangingstechnologie. Tegelijkertijd hebben Singapore, de Verenigde Staten, Zweden, Jordanië en andere landen en regio's relatief geavanceerde en grootschalige vervangingsstations voor elektrische voertuigen ontwikkeld.

Verschillende ondernemingen op het gebied van nieuwe energievoertuigen die in China veel aandacht hebben getrokken, beginnen aandacht te besteden aan en onderzoek te doen naar de commerciële toepassing van het model voor de vervanging van elektrische voertuigen. De stroomvervangingsmodus die wordt gebruikt door NIO, een bekende binnenlandse fabrikant van nieuwe energievoertuigen, is een speciale modus waarmee de eigenaar de batterij in niet meer dan 3 minuten kan vervangen door een volledig opgeladen batterij.

Op het gebied van het openbaar vervoer komt de stroomwisselmodus vaker voor. Ningde Times werkte bijvoorbeeld samen met het Nanshan-district van Shenzhen om 500 batterijen voor elektrische bussen te leveren en 30 stroomvervangingsstations te bouwen. Jingdong heeft meer dan 100 stroomvervangingsstations gebouwd in Beijing, Shanghai, Guangzhou, Shenzhen en andere steden, waardoor snelle en gemakkelijke batterijvervangingsdiensten voor logistieke voertuigen worden geboden.

Toepassing van het stroomvervangingsschema

In dit stadium zijn de belangrijkste methoden voor stroomvervanging op de markt vervanging van chassisstroom, vervanging van stroomvoorziening voorin/achter en vervanging van stroomvoorziening van de zijwanden.

• Chassis-stroomvervanging verwijst naar de manier om het originele batterijpakket uit het onderste deel van het chassis te verwijderen en het nieuwe batterijpakket te vervangen, dat voornamelijk wordt gebruikt op het gebied van auto's, SUV's, MPV's en lichte logistieke voertuigen, en vooral wordt gebruikt door BAIC, NIO, Tesla enzovoort. Dit plan is gemakkelijk te realiseren omdat de vervangingstijd van de batterij kort is en de mate van automatisering hoog is, maar er moet wel een nieuw vast stroomvervangingsstation worden gebouwd en nieuwe stroomvervangingsapparatuur worden toegevoegd.
• Vervanging van de voorcabine/achterstroom betekent dat het accupakket in de voorcabine/achterkant van de auto wordt geplaatst, door de voorcabine/kofferbak te openen om het nieuwe accupakket te verwijderen en te vervangen. Dit schema wordt voornamelijk gebruikt op het gebied van auto's, momenteel voornamelijk gebruikt in Lifan, SKIO enzovoort. Dit schema vereist geen nieuwe stroomvervangingsapparatuur en realiseert stroomvervanging door handmatige bediening van de mechanische armen. De kosten hiervan zijn laag, maar er zijn twee mensen voor nodig om samen te werken, wat lang duurt en inefficiënt is.
• Vervanging van de zijwandstroom betekent dat het accupakket aan de zijkant wordt verwijderd en wordt vervangen door een nieuw accupakket, dat vooral wordt gebruikt op het gebied van personenauto's en vrachtwagens, en vooral wordt gebruikt in touringcars. In dit schema is de lay-out van de batterij het meest redelijk, maar de zijwand moet worden geopend, wat het uiterlijk van het voertuig zal beïnvloeden.

Bestaande problemen

• Een grote verscheidenheid aan batterijpakketten: De batterijpakketten die in elektrische voertuigen op de markt worden gebruikt, zijn ternaire lithium-ionbatterijen, lithiumijzerfosfaatbatterijen, natriumionbatterijen, enz. De technologie voor energievervanging voor elektrische voertuigen moet compatibel zijn met verschillende soorten batterijen pakken.
• Moeilijke vermogensafstemming: het accupakket van elk elektrisch voertuig is anders en het stroomvervangingsstation voor elektrische voertuigen moet vermogensafstemming bereiken. Dat wil zeggen: elk elektrisch voertuig dat het station binnenkomt, voorzien van een accupakket dat past bij de benodigde stroom. Daarnaast moet de elektriciteitscentrale compatibel zijn met verschillende typen en merken elektrische voertuigen, wat ook uitdagingen met zich meebrengt op het gebied van de realisatie van technologie en kostenbeheersing.
• Veiligheidskwesties: Het batterijpakket is een van de belangrijkste componenten van elektrische voertuigen, en het stroomvervangingsstation van elektrische voertuigen moet werken vanuit het uitgangspunt dat de veiligheid van het batterijpakket moet worden gegarandeerd.
• Hoge uitrustingskosten: voor vervangingsstations voor elektrische voertuigen moeten een groot aantal batterijpakketten en vervangende apparatuur worden aangeschaft, de kosten zijn relatief hoog.

Om de voordelen van stroomvervangingstechnologie te kunnen benutten, is het noodzakelijk om de unificatie van de batterijpakketparameters van verschillende merken en verschillende modellen te bereiken, de uitwisselbaarheid te verbeteren en universele afmetingen van het stroombatterijpakket, de communicatiecontrole en het matchen van apparatuur te bereiken. Daarom is de formulering en unificatie van normen voor energievervanging een van de belangrijke factoren die de ontwikkeling van toekomstige technologie voor energievervanging beïnvloeden.