Fundo

A substituição da energia do veículo elétrico refere-se à substituição da bateria para reabastecer rapidamente a energia, resolvendo o problema da velocidade de carregamento lenta e da limitação das estações de carregamento. A energia da bateria é gerenciada pelo operador de forma unificada, o que ajuda a organizar racionalmente a energia de carga, prolongar a vida útil da bateria e facilitar a reciclagem da bateria. Os Pontos-chave do trabalho de padronização automotiva no ano de 2022 foram divulgados pelo Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação em março de 2022, que também mencionou a necessidade de acelerar a construção de sistemas e padrões de cobrança e substituição.

Status quo do desenvolvimento de substituição de energia

Atualmente, o modo de substituição de energia tem sido amplamente utilizado e promovido, e a tecnologia também fez grandes progressos. Algumas novas tecnologias foram aplicadas à estação de energia da bateria, como substituição automática de energia e serviço inteligente. Muitos países e regiões ao redor do mundo adotaram a tecnologia de substituição de baterias de energia, das quais China, Japão, Estados Unidos e outros países são os mais utilizados. Cada vez mais fabricantes de baterias e fabricantes de automóveis começaram a ingressar na indústria, e algumas empresas começaram a testar e promover aplicações práticas.

Já em 2014, a Tesla lançou sua própria estação de substituição de bateria, fornecendo aos usuários serviços de substituição rápida de bateria para realizar uma longa viagem na rodovia. Até agora, a Tesla estabeleceu mais de 20 estações de substituição de energia na Califórnia e em outros lugares. Algumas empresas holandesas introduziram pela primeira vez soluções híbridas baseadas em tecnologia de carregamento rápido e substituição de energia da bateria. Ao mesmo tempo, Singapura, Estados Unidos, Suécia, Jordânia e outros países e regiões desenvolveram estações de substituição de energia para veículos eléctricos relativamente avançadas e em grande escala.

Várias empresas na área de veículos de novas energias que têm atraído muita atenção na China estão começando a prestar atenção e a explorar a aplicação comercial do modelo de substituição de energia dos veículos elétricos. O modo de substituição de energia usado pela NIO, um conhecido fabricante nacional de veículos de energia nova, é um modo especial, que permite ao proprietário substituir a bateria por uma bateria totalmente carregada em no máximo 3 minutos.

No domínio do transporte público, o modo de mudança de potência é mais comum. Por exemplo, o Ningde Times cooperou com o distrito de Nanshan de Shenzhen para fornecer 500 baterias de ônibus elétricos e construiu 30 estações de substituição de energia. Jingdong construiu mais de 100 estações de substituição de energia em Pequim, Xangai, Guangzhou, Shenzhen e outras cidades, fornecendo serviços de substituição de baterias rápidos e convenientes para veículos logísticos.

Aplicação do esquema de substituição de energia

Nesta fase, os principais métodos de substituição de energia no mercado são substituição de energia do chassi, substituição de energia da cabine dianteira/traseira e substituição de energia da parede lateral.

• Csubstituição de energia hassis refere-se à forma de remover a bateria original da parte inferior do chassi e substituir a nova bateria, que é usada principalmente nas áreas de automóveis, SUV, MPV e veículos leves de logística, e é usada principalmente por BAIC, NIO, Tesla e assim por diante. Este esquema é fácil de alcançar porque o tempo de substituição da bateria é curto e o grau de automação é alto, mas é necessário construir uma nova estação fixa de substituição de energia e adicionar novos equipamentos de substituição de energia.
• A substituição da cabine dianteira/traseira significa que a bateria é disposta na cabine dianteira/traseira do carro, abrindo a cabine dianteira/porta-malas para remover e substituir a nova bateria. Este esquema é usado principalmente na área de automóveis, atualmente usado principalmente em Lifan, SKIO e assim por diante. Este esquema não requer novos equipamentos de substituição de energia e realiza a substituição de energia através da operação manual dos braços mecânicos. O custo é baixo, mas requer o trabalho conjunto de duas pessoas, o que leva muito tempo e é ineficiente.
• A substituição da energia da parede lateral significa que a bateria é removida da lateral e substituída por uma nova bateria, que é usada principalmente na área de automóveis de passageiros e caminhões, e é usada principalmente em ônibus. Neste esquema, o layout da bateria é o mais razoável, mas a parede lateral precisa ser aberta, o que afetará a aparência do veículo.

Problemas existentes

• Uma grande variedade de baterias: As baterias usadas em veículos elétricos no mercado são baterias ternárias de íons de lítio, baterias de fosfato de ferro-lítio, baterias de íons de sódio, etc. pacotes.
• Combinação de energia difícil: a bateria de cada veículo elétrico é diferente e a estação de substituição de energia do veículo elétrico precisa alcançar a correspondência de energia. Ou seja, dotar cada veículo elétrico que entra na estação com um conjunto de baterias que corresponda à potência de que necessita. Além disso, a central eléctrica precisa de ser compatível com diferentes tipos e marcas de veículos eléctricos, o que também coloca desafios à concretização da tecnologia e ao controlo de custos.
• Questões de segurança: A bateria é um dos componentes mais importantes dos veículos elétricos, e a estação de substituição de energia dos veículos elétricos precisa trabalhar com a premissa de garantir a segurança da bateria.
• Alto custo do equipamento: as estações de substituição de energia para veículos elétricos precisam comprar um grande número de baterias e equipamentos de reposição, o custo é relativamente alto.

Para aproveitar as vantagens da tecnologia de substituição de energia, é necessário alcançar a unificação dos parâmetros das baterias de várias marcas e vários modelos, aumentar a intercambialidade e alcançar dimensões universais de baterias de energia, controle de comunicação e correspondência de equipamentos. Portanto, a formulação e unificação de padrões de substituição de energia é um dos fatores importantes que afetam o desenvolvimento da futura tecnologia de substituição de energia.