电动汽车的换电模式的发展情况综述

摘要：目前电动汽车存在续航里程不足的问题，虽然近几年企业积极研发新技术提高充电效率，但是依然满足不了电动汽车的发展需求。通过对电动汽车换电模式的现状进行分析，归纳了目前换电模式存在的问题，展望了电动汽车换电模式将成为未来的发展趋势。

关键词：续航里程;换电模式;电动汽车;发展趋势

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0前言

目前电动汽车由于绿色环保的优势，已经受到了广泛的应用。但是由于受多方面因素的影响，电动汽车的发展过程依然存在很多的问题。最主要是电动汽车的电池在使用中影响大家的体验。电动汽车的换电技术是将已经快耗尽能量的电池取出并且替换全新的电池的技术。21世纪才开始出现换电技术，主要是为了解决电池续航里程不足的问题，在电动汽车上才刚刚发展起来。

1换电模式发展情况

电动汽车的换电模式是将电动汽车电池的能量耗尽后，用全新的电池来替换旧电池的一种方法。换电技术最早始于2000年左右，当时的电动汽车的续航里程比较短，充电时间很长，电动汽车的电池技术刚发展起来。为了解决这些难题，电池相关企业开始对换电技术进行研究。目前，换电技术主要有单次换电和快换电池两种方式。快换电池技术可以在电动汽车的任何时间内短时间更换电池，保证了电动汽车有足够的续航里程，极大的节约了时间成本，而且十分高效。单次换电是将电池能量耗尽后的电动汽车更换新电池，使电动汽车的续航里程增加。目前，我国的吉利，比亚迪和广汽等汽车公司都有单次换电池的技术。但是，单次换电的电池容量并没有增大，续航里程也和以前是一样的，所以该换电池方法并没有解决实质性问题。所以，快换电池技术相比单次换电技术效率更高，时间成本更低，是将来换电技术发展的趋势。

1.1国内电动汽车换电模式发展情況

我国从2006年开始，国家电网公司已经开始对电动汽车充换电设施进行研究。同时，确定了智能充换电模式的基本思路，主要以换电为主。但是，国家之后的政策主要转向了以充电技术为主。换电技术由于缺少政策支持和市场少等因素，发展十分缓慢。不过，国内企业也看好换电模式的发展，在2010年国家电网研究出了中国首台可以上牌的纯电动汽车，同时还积累了换电技术。并且，还有五百台纯电动出租车试点，这些出租车都以换电为主。电网公司在这个项目里提出了车电分离的模式。北京汽车公司预计到2022年在全国建成三千座换电站，同时已经在北京运营了六千多台换电模式的汽车，目前有两万台换电模式新能源汽车在全国的道路上行使。

目前，我国在私人汽车上使用换电模式取得不错成绩的是蔚来汽车。2017年蔚来汽车就私人汽车的换电技术开了发布会，可以在三分钟以内完成电动汽车电池的更换。蔚来汽车成为全世界第一个对私人汽车进行电池换电的公司。到2019年，蔚来汽车已经在全国建成了超过一百座换电站，超过四万名蔚来汽车的车主体验了换电服务。我国电动汽车的换电技术走在世界前列。

1.2国外电动汽车换电模式发展情况

2007年，Better Place开创了电动汽车换电模式的先例，与雷诺日产开展合作。虽然，最后以雷诺日产退出新能源汽车领域，Better Place破产为结局，但其对电动汽车换电模式意义深远。2013年，特斯拉邀请电动汽车车主参加试验，但是高额的费用和较差的服务体验导致车主对换电模式不满意。一年以后特斯拉不得不放弃换电模式。

2电动汽车换电模式存在的不足

第一，电动汽车如果要更换电池就需要有换电设施。换电站除了提供换电服务，还需要对电池进行充电、检测和保养，以及还需要将电池进行储存。这样，换电站的占地面积比较大，成本也较高。对于运营换电站的公司来说压力较大。第二，目前全国换电站的数量不多，建设换电站需要不少资金。全国范围的换电站数量远远少于充电桩数量，后者已经超过了一百万台。同时，电动汽车需要更换电池的时候寻找换电站也需要不少时间，增加了车主的时间成本。第三，换电技术是一门新的汽车技术，以前没有太多的技术积累。所以，汽车公司需要对汽车的底盘、车身和电池等重新进行设计和研发，但研发费用和技术门槛高会使很多企业不得不放弃换电模式。第四，目前电动汽车的动力电池都是安装在底盘，为了方便电池的拆卸，动力电池不会固定封死在底盘，这样电池在碰撞时容易松动。电池松动会使底盘的安全性下降，驾乘人员的安全也会受到影响。

3电动汽车换电模式的发展趋势

目前电动汽车的换电模式存在很多的问题，但它可以增加续航里程，延长电池的使用寿命和节约时间，发展前景十分乐观，是今后电动汽车发展的主要方向。未来电动汽车的换电技术需要在电池规格和换电方式方面制定统一的标准，这样有利于电动汽车的发展。蔚来汽车公司在换电模式制定统一标准方面走在了国内前列。其中，在2018年蔚来汽车给旗下的电动汽车推出了电池升级服务，车主可以购买动力电池。电动汽车的换电模式正在往“车电分离”方向发展。2020年初中国陈立泉院士指出，车电分离的模式可以让动力电池慢充电，而且还可以增加续航里程，这是换电模式商业化的发展趋势。由于换电站成本高，所以将来的换电站会朝着模块化、经济化和高效率方向发展。并且，换电站存储了很多动力电池，需要增加保障安全的设施。

结束语

换电模式为电动汽车解决了续航里程不足的问题，具有一定的现实意义。虽然目前换电模式存在许多的技术问题，但从长远来看对电动汽车的发展十分有意义。

参考文献：

[1]袁博. 电动汽车换电模式的发展现状及趋势综述[J]. 汽车文摘， 2020， No.532（05）：27-31.

[2]王大为， 罗悦齐. 纯电动汽车发展面临的问题[J]. 汽车文摘， 2019（8）.

[3]高驰. 换电模式能否突破电动汽车续驶里程限制？[J]. 汽车与配件， 2020， No.1277（07）：66-67.

[4]胡建， 徐枭， 郝维健. 电动汽车换电技术与标准需求研究[J]. 中国汽车， 2020， No.339（06）：49-53+66.

作者简介：胡师柿 （1990-）男，硕士研究生，研究方向：机械设计。

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