锂电池定制16年-动力锂电池系统解决方案商

 

在影响新能源汽车发展的诸多因素中，充电和换电是两条同时探索的技术路线。充电的局限性在于充电时间、电池寿命等；电动汽车换电也存在换电技术成熟度、标准化和盈利能力（电动汽车换电池和备用电池的投资回报）的局限性。但相比之下，ev换电池不仅能满足运行里程的要求，还能保证电池的长寿命，更有利于回收利用。本文将分析各种电动汽车电池交换技术的解决方案。

 

电动汽车电池交换技术方案的演变

在新能源汽车中更换电动汽车电池的尝试可以追溯到2003年的以色列BetterPlace（BP）。英国石油公司与法国雷诺公司合作，雷诺公司开发了电动汽车FluenceEV，该车型使用底盘换电进行换电。在当时电动汽车发展的大环境下，电动汽车的应用规模非常有限。

此外，电池技术、电动汽车电池交换技术和换电站建设成本高昂，使技术方案缺乏竞争力，项目终止。南方电网也引进了BP的方案，并在广州等地进行了运行示范。

2009年，中国推动了新能源汽车的发展。自2011年以来，国家电网一直是推动换电模式的主力军。首先，国家电网（杭州）综合能源服务公司在标准箱中引入了半自动电池切换。2013年，新乡县电力工业局牵头车企和出租车公司共同推动底盘置换出租车运营，但未能推进。

2013年，在政策和技术发展的推动下，中国新能源发展加快。取代权力的尝试也在扩大。国网换电项目人员成立独立的伯坦公司，在杭州、西安等地推广边墙换电和底盘换电。

浙江新时空的侧墙换电模式，通过在电动汽车电池换电方面的大规模示范和运行，在技术验证方面取得了相对进展。

 

 

2016年，奥动加入换电运营，与其他汽车公司合作推广底盘换电，并先后在中国广州、厦门和北京开展了大规模换电运营。汽车企业正在尝试电动汽车电池更换的技术路线。

 

电动汽车电池更换技术方案介绍

 

●后备箱的电动汽车电池更换

国网（杭州）综合能源服务电池换电站以20个标准电池箱为一组，每箱电量约5千瓦时，装入电池转运箱集中充电换电。杭州有轨电车更换车型主要用于出租车和公务用车。电动汽车电池交换设备有两种：机械平台和可移动叉车平台，固定在汽车交换位置旁边。电动汽车后备箱中的电池盒是手动拉出和推入的。这种电动汽车电池交换方案基本上是中国改变电力的初步尝试。

 

●底盘和侧壁电动汽车电池交换

纯电动汽车的电池盒布置在汽车底部，左侧有两盒电池，右侧有两盒。电池在车内控制升降后，由机器人从侧面取出电池。

 

● 电动汽车侧壁电池更换

该换电技术方案的特点是将电池的换电口布置在侧壁上，通过控制打开电池舱门，然后将电池取出安装在机械手一侧。在这种方案中，电池被布置在底盘上，这使得车身高度更高，并影响车辆性能。

 

● 机箱电源更改

电动汽车换电池的底盘换电方案可以细分为两种：以国网上海电动客车为代表的标准电池盒和以BP为代表的异形电池组。

 

 

BP的计划是，在车辆就位后，车辆将保持静止，地面下的机构将水平传输电池，上下抬起电池以安装电池，伺服电机将拧紧和松开电池锁定机构以完成整个ev电池交换动作。用于底盘更换的“塔式”异形电池布置在后座和后备箱之间的底盘上。这种ev电池交换方案对底盘框架的变化最小，但仍然影响后排空间和行李箱体积。

 

机箱换电技术方案

在ev电池换电的各种换电技术解决方案中，底盘换电得到了更多的认可。目前使用最广泛的结构是布置在底盘上的扁平结构，基本不占用乘坐空间、后备箱空间和车辆高度。电池组固定在换电框架上，换电框架与现有车身结构相适应，安装在车身地板上。

在更换电动汽车电池时，应将电池组和换电架作为一个整体进行拆卸。电池模块、下箱组件、配电箱、电池管理系统和上箱盖形成电池组（pack），然后将电池组安装在更换电机组件上，形成整体更换电池组。

目前，底盘ev换电池技术的差异主要在于锁定方式的不同。在底盘ev换电池技术方案中，快换电池组的更换分为两个步骤：提升和锁定。升降运动是垂直的；锁定方案分为旋转拧紧/松开和前后平移。

 

 

吊装和旋转拧紧

英国石油公司和国家电网采用了这种电动汽车电池更换方案。ev电池交换的主要动作是通过机械手将电池组提升到位，然后旋转锁定机构，该机构与底盘上的定位相结合，夹紧、拧紧和锁定。锁定点有明显的定位槽。从技术上讲，锁定更加可靠，并且锁定可以精确。

 

升降和前后平移

ev换电池的主要动作是：通过机械手将电池组提升到位，然后依靠底盘上的接缝、棘爪和锁将电池组整体移动。在实际应用中，该方案存在锁定不易到位、锁定不牢固的问题。

 

两种技术方案的比较

 

● 重量

ev电池交换的旋转锁定方案重量更轻，锁定范围更小，对不同车辆尺寸的适应性更强，对底盘框架空间的要求更低。

 

● 电动汽车电池交换连接器

旋转锁定方案的交换连接器浮动范围更大，因此环境适应性更好，重量轻，匹配尺寸要求更低，并且可以扩展电池以适应不同的冷却模式。

 

● 使用寿命

在寿命方面，两种电动汽车电池更换方案的关键部件寿命相似。但是，在综合成本方面，旋转锁定方案更好。

从以上三个方面的比较来看，电动汽车电池交换的旋转锁定方案更有优势，目前具有最多的示范应用。

 

总结

电动汽车换电池模式的大规模可持续应用除了技术可行性外，还需要通过运营进一步验证其经济性，以及针对不同车型推广不同的锂电池组。相信随着电池等技术的发展和成本的快速下降，ev电池换电模式（换电技术方案）将逐步占据特定市场，推动新能源汽车的加速发展。