新能源電動汽車換電站發展與應用研究

毛嵩磊 王世祿 王晨曦 賈林東

【摘要】國家積極發展新能源產業經濟，更加看重新能源產業的重要性，落實很多相關政策使其與國家戰略高度接軌。從目前國內的新能源市場來看，可以分為私人消費以及商業運輸用車和公共用車等幾個方面。特別是政府的政策激勵和財政補貼，也為我國新能源技術的發展提供了強有力的支持和市場保障，為開發新能源汽車提供了很好的機會。基于此，本篇文章對新能源電動汽車換電站發展與應用進行研究，以供參考。

【關鍵詞】新能源電動汽車;換電站;發展與應用研究

引言

換電模式指的是當電動汽車的動力電池電量不足時，可快速將其從整車上拆卸下來并安裝滿電量動力電池的模式，實現了車體與動力電池的分離。拆卸下來的無電電池則由換電站統一充電、存儲和調配。2020年5月召開的全國兩會，“換電”首次被寫入政府工作報告，報告提出要增加換電站設施。同年7月，工信部表示繼續大力推進充換電基礎設施建設，鼓勵企業研發換電模式車型。時隔一年，“換電”二字又一次被寫入2021年政府工作報告，明確提出要繼續增加換電站設施建設。因此，從國家政府的重視程度來看，換電模式將可能成為電動汽車的重要發展模式之一。

1國內電動汽車換電站技術發展背景

當前國家大力號召節能減排，新能源電動汽車綠色、環保、無污染，正在大面積推廣，但電動汽車行駛里程短，充電難、充電時間長（大約0.5～2h），快充又損耗電池、減少電池使用壽命等因素大大降低了新能源電動汽車的推廣范圍，只能在市區跑短途，不能跑長途高速，還要在其公司或小區申請安裝充電樁等，這些都會給用戶選擇購買電動汽車帶來負面影響。在這種前提下，如果有能為電動汽車“加油”的裝置就能實現電動汽車跑長途，綠色出行，節能減排，主要還省“油”錢。新能源電動汽車換電站就是為解決新能源電動汽車“加油”困難而創新研發出的自動、快速、簡便更換電池的設備，解決電動汽車行駛里程短、充電難、充電時間長等難點，延長電池使用壽命，以更換電池來達到為電動汽車“加油”的目的，加快推廣普及電動汽車，真正達到汽車節能零排放。新能源電動汽車換電站就是快速給電動汽車更換電池（3min左右）來解決電動汽車續航的自動換電設備，達到讓電動汽車“加電”的目的。當前國家大力補貼新能源汽車企業，推動電動汽車技術發展，尤其給可換電的新能源汽車企業政策及資源扶持，電動汽車換電技術是未來提倡推廣電動汽車主要發展方向和趨勢。

2我國新能源汽車換電模式優點

（1）消費者購車成本低。眾所周知，同種車型、相同配置的電動汽車價格普遍高于傳統燃油汽車的價格，其多出來的價格大部分來源于動力電池的成本。動力電池是為電動汽車提供能源供給的裝置，其價格約占整輛車價格的40%。由于換電模式推行的是車電分離，因此消費者在購買換電模式電動汽車時，可選擇不購買動力電池而采用租賃的方式，這就大大降低了購車成本，非常有利于電動汽車的推廣。（2）延長電池壽命，梯次利用電池儲能，由于目前大部分新能源汽車的動力電池是固定在車底盤，不能運用換電技術，只能用充電樁充電，即使當前出現超級充電可以縮短充電時間，但由于短時間內通過電池電流和電壓過大，導致動力電池的還原能力降低，電池充放電的循環次數減少，加速了電池容量的衰減，進而縮短了動力電池的使用壽命，而短時間大功率充電又造成基建要求高。而換電站可根據實際地點車輛數量儲備多塊電池，使用慢充對電池充電，并進行電池平衡電壓，延長了電池使用壽命，車輛到換電站快速更換電池即可。此外，每次電池更換后，換電站系統會對電池進行檢測，如需保養系統會自動上傳終端，通知人員對其保養，保證電池的正常使用，客觀上減少了對動力電池的損傷和容量的衰減，延長電池的使用壽命，當電池衰減到不能使用在車端時，會梯次利用，運用到儲能端，使電池再次利用創造價值。

3新能源電動汽車換電站發展與應用

3.1充電設施的標準化

鑒于汽車企業所使用的動力鋰電池在性能和通信協議上的差異，有必要納入電動汽車充電設施的現行標準，以滿足所有型號的AC和DC充電兼容性。充換電站商業運營的必要條件是統一充電樁的標準化，為了在中國市場進行推廣并提供未來的技術，通過升級（電池能量密度，快速充電和快速釋放等）提供了一些改進的空間，為充換電站的大型商業運營打下基礎。

3.2從營運車輛試點推廣換電模式

公交車、物流車、出租車及網約車等營運車輛對于換電模式電動汽車的推廣具有獨特優勢。一是營運車輛行車規律，其線路較為固定，有利于換電站的選址建設;二是營運車輛的換電頻率高，有利于換電服務商的投資收益;三是營運車輛以效率為優先，幾分鐘的換電過程，有利于提高車主的認可度;四是營運車輛均為定制車型，其車輛品牌、電池規格尺寸和接口均一致，適合統一換電;五是營運車輛基本是由運營公司統一訂購，若采用換電模式，則可省去電池購買成本，使運營公司的投入成本大大降低。因此，鼓勵企業先從營運車輛開始試點換電模式，實現小范圍盈利后再擴大規模;對于集中采購換電模式電動汽車的公交車公司和出租車公司加大補貼力度，并在土地使用、金融支持等各方面給予適當傾斜。

3.3引發社會資本的注入

為了吸引社會資本進入新能源產業，需要加大輿論宣傳力度。同時，加強財政方面的干預，以無息貸款和財政撥款的形式提供建設補貼，加強金融服務支持，鼓勵各種金融機構為電動汽車行業帶來創新的金融和保險產品，更好地為電動汽車行業提供全面的金融服務。

結束語

目前，市場上換電標準不統一、換電車型比較少等問題制約著換電模式的發展新能源電動汽車換電站發展還是需要國家的支持，需要盡快出臺相關車輛底盤、電池、換電站等一系列標準，爭取節約資源，相信在不久的將來，電動汽車換電站就如現在的加油站一樣，可以滿足各種車輛的電池更換，實現給電動汽車“加電”的目標，換電站的共享，最終達到“電”代替“油”，真正實現綠色環保出行。

參考文獻

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