全自动电动汽车智能换电站

王健权

摘要：随着新能源汽车的普及，电动汽车发展迅速。但是电动汽车的锂电池充电时间和电池老化问题，制约了电动汽车行业的发展。普通的充电桩充电较慢，需要等待太长时间;快充技术不可避免的会对电池容量和寿命造成影响，而且不同车型对公共充电桩的快充协议不一定契合，而且在充电过程中会有一定的电池自燃风险。而通过自动智能换电站，可以在两分钟内完成换电操作，把电动汽车上电量耗尽的电池取下，换上满电的电池，而且换电站可以采用更科学的方案给换下来的电池充电，保证合适的温度、湿度、电压、电流，并检测电池的情况，通过科学的维修保养，有效延长电池寿命，节约成本，更加有利于环保。

关键词：电动汽车汽车;智能换电站;锂电池

一、研究背景

动力电池能量密度和充电速度的问题，一直是电动汽车行业发展的最大壁垒。在针对该问题的探索过程中，一直存在着充电和换电的争议。但是由于换电设施建设难度要远高于充电设施，而且换电对电池及车辆的标准化要求较高，因此目前市场主流的能源补给方式还是充电。

随着充电探索到今天，我们也发现了一些充电的固有瓶颈，比如电池快充技术的限制，以现有的快充技术来看，电池必需有一定的剩余电量（如20%），而且最快充电速度一般也需要40分钟，并且还只能充到80%左右，而一个完整的充电过程可能仍然需要好几个小时;电网服务能力限制，充电桩由于建设简单，因此可以有停车位就能安装。但是电源却是个问题，以100度电的车为例，想要在30分钟内充满电，则需要200KW的电源，这样的功率，按照国家电网相关规定，就需要安装专门的变压器了。

因此，在国家发布的2020年到2035年，未来15年的新能源汽车产业发展规划意见稿中（新能源汽车2021-2035年发展意见稿公布，2025新能源要占四分之一），也明确的提出了坚持纯电动发展，坚持慢充为主，快充应急，鼓励换电的发展方向。

二、 市场痛点

随着新能源汽车的普及，电动汽车发展迅速。但是电动汽车电池充电时间和电池老化问题，制约了电动汽车行业的发展。充电耗时长，普通电动汽车充电需要等待很长时间，不利于长途出行，或者紧急情况。而且在家充电功率小，无人看管的情况下充电不安全，有自燃风险;电池损耗快，普通的超级快充影响电池寿命，降低电池容量，在一定程度上造成了电池资源的浪费，不利于环境友好型社会建设;技术更新快，电池技术正在不断更新，新的电池技术需要太长时间才能落实到用户手里。不能及时的技术更新使研究和实践发展缓慢。

三、项目介绍

（一）经营项目

主要以电动汽车动力电池的租赁和充电服务为主，附带相关的电池快速安装和保养服务。前期附带临时的充电桩业务，后期加入电池的维修保养和生产、研发工作。

（二）行业领域

1、目标市场：

前期以发展发达城市为主，为中低端电动汽车提供统一型号电池的快速换电方案：

中期扩大市场，通过在高速公路服务区建立快速换电站，向全国各地发展连锁服务网点;

后期联合高端电动汽车生产商，进行相关的差异化定制服务，加入高端市场。

2、经营范围：

电动汽车动力电池的租赁、充电、安装、保养

3、经营理念：

绿色环保，诚信为本，安全至上，快捷便利，全心全意为用户服务！

（三）市场定位

面向电动汽车的使用者和潜在购买者，前期面向中低端市場，中期扩大覆盖范围，后期加入高端市场，建立品牌效应。

（四）客户价值

一是企业为客户提供的价值，即从客户的角度来感知企业提供产品和服务的价值，企业为用户提供电动汽车动力电池的租赁服务，方便了用户，降低了用户的购车成本;

二是客户为企业提供的价值，即从企业角度出发，根据客户消费行为和消费特征等变量测度出客户能够为企业创造的价值，该客户价值衡量了客户对于企业的相对重要性，是企业进行差异化决策的重要标准;

三是企业和客户互为价值感受主体和价值感受客体的客户价值研究，称为客户价值交换研究。

四、项目特色优势

（一）更低的入门价格

通过车电分离，消费者购买电动汽车时可以不用购买动力电池，可以大幅度降低电动汽车的价格，快速增加电动汽车的销量和保有量。促进新能源汽车产业的发展，反过来又增加换电行业的用户量，使我们获得更大收益。

（二）统一的电池型号

联合相关电动汽车生产商，统一电动汽车动力电池的型号，进行模块化设计，方便电池的快速更换。这样做可以降低投资和运营成本，简化管理方案，是与传统换电行业最重要的区别，也是本项目的重要核心。

（三）在线预约平台

用户可通过APP或者小程序在线预约换电，简单快捷，方便我们提前准备好接待用户。

（四）云计算平台

云端系统大数据管理：换电站及车数据全面实现连接云端服务器，进行大数据收集、分析，优化策略。

五、 结语

未来，可以由汽车生产商、电池企业和社会资本共同打造“电池银行”，消费者在购买新能源汽车时，只需要支付车辆本身的费用即可，车辆所搭载的电池可以向电池银行进行租赁，这样既为消费者解决了因电池衰减和后续升级所带来的困扰，也在一定程度上节约了用户的购车和用车成本。目前电池的技术升级迭代速度很快，在车电分离的情况下，电池的续航进行升级后，只要车辆的设计与电池的结构相匹配，那么消费者的车辆可以顺势实现里程的提升。从技术的角度来说，换电模式的推广在技术上并不存在明显瓶颈，归根结底还是要考虑经济上是否划算。只有把这本账算清楚，才能跨过盈利门槛。通过市场调研，发现换电市场空间很大，有很大的发展潜力，在统一电池型号标准上，有很大的市场前景。虽然前期投资大，但收益回报也非常可观，并且有国家政策扶持，前途一片大好。

参考文献：

[1]黄敏丽，于艾清.基于改进布谷鸟算法的电动汽车换电站 有序充电策略研究[J].中国电机工程学报，2018，（4）.1075-1083.

[2]张立静，娄素华，陈艳霞，等.基于电池租赁模式的电动汽车换电站电池容量优化[J].电网技术，2016，（6）.1732-1737.