Pozadina

Zamjena napajanja električnog vozila odnosi se na zamjenu baterije za brzo punjenje, rješavanje problema male brzine punjenja i ograničenja stanica za punjenje. Napojnom baterijom upravlja operater na jedinstven način, što pomaže da se racionalno rasporedi snaga punjenja, produži vijek trajanja baterije i olakša recikliranje baterije. Ključne tačke rada na standardizaciji automobila u 2022. godini objavilo je Ministarstvo industrije i informacionih tehnologija u martu 2022. godine, u kojem se spominje i zahtjev za ubrzanjem izgradnje sistema i standarda za punjenje i zamjenu.

Status quo razvoja zamjene električne energije

Trenutno je način zamjene napajanja široko korišten i promoviran, a tehnologija je također postigla veliki napredak. Neke nove tehnologije su primijenjene na baterijsku elektranu, kao što je automatska zamjena napajanja i inteligentni servis. Mnoge zemlje i regije širom svijeta usvojile su tehnologiju zamjene baterija, od kojih se najviše koriste Kina, Japan, Sjedinjene Američke Države i druge zemlje. Sve više i više proizvođača baterija i automobila počelo je da se pridružuje industriji, a neke kompanije su počele da pilotiraju i promovišu u praktičnim primenama.

Još 2014. godine Tesla je pokrenuo sopstvenu stanicu za zamjenu baterija, pružajući korisnicima usluge brze zamjene baterija za postizanje dugog putovanja autoputem. Tesla je do sada uspostavio više od 20 stanica za zamjenu električne energije u Kaliforniji i drugim mjestima. Neke holandske kompanije su po prvi put predstavile hibridna rješenja zasnovana na tehnologiji brzog punjenja i zamjene baterije. Istovremeno, Singapur, Sjedinjene Američke Države, Švedska, Jordan i druge zemlje i regije razvile su relativno napredne i velike stanice za zamjenu električne energije za električna vozila.

Nekoliko preduzeća u oblasti novih energetskih vozila koja su privukla veliku pažnju u Kini, počinju da obraćaju pažnju i istražuju komercijalnu primenu modela zamene snage električnih vozila. Način zamjene napajanja koji koristi NIO, poznati domaći proizvođač novih energetskih vozila, je poseban način rada, koji omogućava vlasniku da zamijeni bateriju potpuno napunjenom baterijom za ne više od 3 minute.

U oblasti javnog prevoza, način promene snage je češći. Na primjer, Ningde Times je sarađivao s okrugom Nanshan u Shenzhenu kako bi obezbijedio 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, Guangzhouu, Shenzhenu i drugim gradovima, pružajući brze i praktične usluge zamjene baterija za logistička vozila.

Primjena sheme zamjene napajanja

U ovoj fazi, glavne metode zamjene napajanja na tržištu su zamjena napajanja šasije, zamjena napajanja prednje kabine/straga i zamjena napajanja bočne strane.

• Chassis power replacement se odnosi na način uklanjanja originalnog paketa baterija iz donjeg dijela šasije i zamjene novog akumulatora, koji se uglavnom koristi u oblasti automobila, SUV, MPV i lakih logističkih vozila, a uglavnom ga koriste BAIC, NIO, Tesla i tako dalje. Ovu šemu je lako postići jer je vrijeme zamjene baterije kratko, a stepen automatizacije visok, ali je potrebno izgraditi novu fiksnu stanicu za zamjenu električne energije i dodati novu opremu za zamjenu električne energije.
• Zamjena prednje kabine/zadnjeg napajanja znači da se baterija postavlja u prednju kabinu/zadnji dio automobila, otvaranjem prednje kabine/prtljažnika kako biste uklonili i zamijenili novi akumulator. Ova šema se uglavnom koristi u oblasti automobila, trenutno se uglavnom koristi u Lifanu, SKIO-u i tako dalje. Ova shema ne zahtijeva novu opremu za zamjenu snage, a ostvaruje zamjenu snage ručnim radom mehaničkih krakova. Cijena je niska, ali zahtijeva dvije osobe da rade zajedno, što traje dugo i nije efikasno.
• Zamjena napajanja na bočnom zidu znači da se baterija uklanja sa strane i zamjenjuje novom baterijom, koja se uglavnom koristi u oblasti putničkih automobila i kamiona, a uglavnom se koristi u autobusima. U ovoj shemi, raspored baterije je najrazumniji, ali je potrebno otvoriti bočni zid, što će uticati na izgled vozila.

Postojeći problemi

• Veliki izbor paketa baterija: baterije koje se koriste u električnim vozilima na tržištu su ternarne litijum-jonske baterije, litijum-gvozdene fosfatne baterije, natrijum-jonske baterije, itd. Tehnologija zamene napajanja električnih vozila mora biti kompatibilna sa različitim vrstama baterija pakovanja.
• Teško usklađivanje snage: baterija svakog električnog vozila je drugačija, a stanica za zamjenu napajanja električnog vozila mora postići usklađivanje snage. Odnosno, da svakom električnom vozilu koje ulazi u stanicu obezbijedi bateriju koja odgovara snazi ​​koja mu je potrebna. Osim toga, elektrana mora biti kompatibilna s različitim tipovima i markama električnih vozila, što također predstavlja izazove za realizaciju tehnologije i kontrolu troškova.
• Sigurnosni problemi: Baterija je jedna od najvažnijih komponenti električnih vozila, a stanica za zamjenu električne energije električnih vozila treba da radi na pretpostavci da osigura sigurnost baterije.
• Visoki troškovi opreme: stanice za zamjenu električne energije moraju kupiti veliki broj baterija i zamjenske opreme, cijena je relativno visoka.

Da bi se iskoristile prednosti tehnologije zamjene napajanja, potrebno je postići objedinjavanje parametara baterijskog paketa različitih marki i različitih modela, poboljšati zamjenjivost i postići univerzalne dimenzije baterijskog paketa, upravljanje komunikacijama i usklađivanje opreme. Stoga je formulacija i unifikacija standarda zamjene napajanja jedan od važnih faktora koji utiču na razvoj buduće tehnologije zamjene napajanja.