خلفية

يشير استبدال طاقة السيارة الكهربائية إلى استبدال بطارية الطاقة لتجديد الطاقة بسرعة، وحل مشكلة سرعة الشحن البطيئة والقيود على محطات الشحن. تتم إدارة بطارية الطاقة بواسطة المشغل بطريقة موحدة، مما يساعد على ترتيب طاقة الشحن بشكل عقلاني، وإطالة عمر خدمة البطارية، وتسهيل إعادة تدوير البطارية. تم إصدار النقاط الرئيسية لأعمال توحيد معايير السيارات في عام 2022 من قبل وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات في مارس 2022، والتي ذكرت أيضًا الحاجة إلى تسريع بناء أنظمة الشحن والمعايير واستبدالها.

الوضع الراهن لتطوير استبدال الطاقة

في الوقت الحاضر، تم استخدام وضع استبدال الطاقة على نطاق واسع والترويج له، كما حققت التكنولوجيا تقدمًا كبيرًا. تم تطبيق بعض التقنيات الجديدة على محطة طاقة البطارية، مثل استبدال الطاقة تلقائيًا والخدمة الذكية. اعتمدت العديد من البلدان والمناطق حول العالم تكنولوجيا استبدال بطاريات الطاقة، وأكثرها استخدامًا في الصين واليابان والولايات المتحدة ودول أخرى. بدأ المزيد والمزيد من مصنعي البطاريات وشركات تصنيع السيارات في الانضمام إلى الصناعة، وبدأت بعض الشركات في تجربة التطبيقات العملية والترويج لها.

في وقت مبكر من عام 2014، أطلقت تسلا محطة استبدال طاقة البطارية الخاصة بها، مما يوفر للمستخدمين خدمات استبدال البطارية السريعة لتحقيق رحلة برية طويلة على الطريق السريع. حتى الآن، أنشأت تسلا أكثر من 20 محطة لاستبدال الطاقة في كاليفورنيا وأماكن أخرى. طرحت بعض الشركات الهولندية حلولاً هجينة تعتمد على تقنية الشحن السريع واستبدال طاقة البطارية لأول مرة. وفي الوقت نفسه، طورت سنغافورة والولايات المتحدة والسويد والأردن ودول ومناطق أخرى محطات استبدال طاقة للسيارات الكهربائية متقدمة نسبيًا وواسعة النطاق.

بدأت العديد من الشركات في مجال مركبات الطاقة الجديدة التي جذبت الكثير من الاهتمام في الصين في الاهتمام واستكشاف التطبيق التجاري لنموذج استبدال طاقة السيارة الكهربائية. إن وضع استبدال الطاقة الذي تستخدمه شركة NIO، وهي شركة محلية معروفة لتصنيع مركبات الطاقة الجديدة، هو وضع خاص يسمح للمالك باستبدال البطارية ببطارية مشحونة بالكامل في مدة لا تزيد عن 3 دقائق.

في مجال النقل العام، يعد وضع تغيير الطاقة أكثر شيوعًا. على سبيل المثال، تعاونت صحيفة نينغدي تايمز مع مقاطعة نانشان في شنتشن لتوفير 500 بطارية للحافلات الكهربائية، وبناء 30 محطة لاستبدال الطاقة. قامت Jingdong ببناء أكثر من 100 محطة لاستبدال الطاقة في بكين وشانغهاي وقوانغتشو وشنتشن ومدن أخرى، مما يوفر خدمات استبدال البطاريات السريعة والمريحة للمركبات اللوجستية.

تطبيق مخطط استبدال الطاقة

في هذه المرحلة، تتمثل طرق استبدال الطاقة الرئيسية في السوق في استبدال طاقة الهيكل، واستبدال الطاقة في المقصورة الأمامية/الخلفية، واستبدال الطاقة في الجدار الجانبي.

• Cيشير استبدال طاقة هاسيس إلى طريقة إزالة حزمة البطارية الأصلية من الجزء السفلي من الهيكل واستبدال حزمة البطارية الجديدة، والتي تستخدم بشكل أساسي في مجالات السيارات وسيارات الدفع الرباعي والمركبات المتعددة الأغراض والمركبات اللوجستية الخفيفة، وتستخدم بشكل أساسي من قبل بايك، نيو، تسلا، وما إلى ذلك. من السهل تحقيق هذا المخطط نظرًا لأن وقت استبدال البطارية قصير ودرجة الأتمتة عالية، ولكنه يحتاج إلى بناء محطة استبدال ثابتة جديدة للطاقة وإضافة معدات جديدة لاستبدال الطاقة.
• استبدال الطاقة في المقصورة الأمامية/الخلفية يعني ترتيب مجموعة البطارية في المقصورة الأمامية/الخلفية من السيارة، عن طريق فتح المقصورة الأمامية/صندوق السيارة لإزالة مجموعة البطارية الجديدة واستبدالها. يستخدم هذا المخطط بشكل أساسي في مجال السيارات، ويستخدم حاليًا بشكل أساسي في Lifan وSKIO وما إلى ذلك. لا يتطلب هذا المخطط معدات جديدة لاستبدال الطاقة، ويحقق استبدال الطاقة من خلال التشغيل اليدوي للأذرع الميكانيكية. التكلفة منخفضة، ولكنها تتطلب شخصين للعمل معًا، الأمر الذي يستغرق وقتًا طويلاً وغير فعال.
• استبدال طاقة الجدار الجانبي يعني إزالة حزمة البطارية من الجانب واستبدالها بحزمة بطارية جديدة، والتي تستخدم بشكل أساسي في مجال سيارات الركاب والشاحنات، وتستخدم بشكل أساسي في الحافلات. في هذا المخطط، يكون تخطيط البطارية هو الأكثر منطقية، ولكن يجب فتح الجدار الجانبي، مما سيؤثر على مظهر السيارة.

المشاكل الموجودة

• مجموعة واسعة من مجموعات البطاريات: مجموعات البطاريات المستخدمة في السيارات الكهربائية المتوفرة في السوق هي بطاريات ليثيوم أيون ثلاثية، وبطاريات ليثيوم فوسفات الحديد، وبطاريات أيونات الصوديوم، وما إلى ذلك. ويجب أن تكون تكنولوجيا استبدال الطاقة في المركبات الكهربائية متوافقة مع أنواع مختلفة من البطاريات. حزم.
• صعوبة مطابقة الطاقة: تختلف حزمة البطارية لكل مركبة كهربائية، وتحتاج محطة استبدال طاقة السيارة الكهربائية إلى تحقيق مطابقة الطاقة. أي تزويد كل مركبة كهربائية تدخل المحطة ببطارية تتناسب مع الطاقة التي تحتاجها. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تكون محطة الطاقة متوافقة مع أنواع وعلامات تجارية مختلفة من السيارات الكهربائية، الأمر الذي يشكل أيضًا تحديات أمام تحقيق التكنولوجيا والتحكم في التكاليف.
• قضايا السلامة: تعد حزمة البطارية واحدة من المكونات الأساسية للسيارات الكهربائية، ويجب أن تعمل محطة استبدال الطاقة للسيارات الكهربائية على أساس ضمان سلامة حزمة البطارية.
• ارتفاع تكلفة المعدات: تحتاج محطات استبدال طاقة المركبات الكهربائية إلى شراء عدد كبير من حزم البطاريات ومعدات الاستبدال، والتكلفة مرتفعة نسبيًا.

من أجل استغلال مزايا تكنولوجيا استبدال الطاقة، من الضروري تحقيق توحيد معلمات حزمة البطارية لمختلف العلامات التجارية والنماذج المختلفة، وتعزيز قابلية التبادل، وتحقيق الأبعاد العالمية لحزمة بطارية الطاقة، والتحكم في الاتصالات، ومطابقة المعدات. ولذلك، فإن صياغة وتوحيد معايير استبدال الطاقة يعد أحد العوامل المهمة التي تؤثر على تطوير تكنولوجيا استبدال الطاقة في المستقبل.