Lý lịch

Thay nguồn xe điện là việc thay pin điện để nhanh chóng bổ sung năng lượng, giải quyết vấn đề tốc độ sạc chậm và hạn chế của các trạm sạc. Nguồn điện ắc quy được người vận hành quản lý một cách thống nhất, giúp bố trí nguồn sạc hợp lý, kéo dài tuổi thọ của ắc quy và tạo điều kiện thuận lợi cho việc tái chế ắc quy. Những điểm chính của công tác tiêu chuẩn hóa ô tô năm 2022 được Bộ Công nghiệp và Công nghệ thông tin ban hành vào tháng 3 năm 2022, trong đó cũng đề cập đến yêu cầu đẩy nhanh việc xây dựng các hệ thống và tiêu chuẩn sạc và thay thế.

Hiện trạng phát triển nguồn điện thay thế

Hiện nay, chế độ thay thế nguồn điện đã được sử dụng và phát huy rộng rãi, công nghệ cũng có những tiến bộ vượt bậc. Một số công nghệ mới đã được áp dụng cho trạm điện ắc quy như thay nguồn tự động và dịch vụ thông minh. Nhiều quốc gia và khu vực trên thế giới đã áp dụng công nghệ thay thế pin điện, trong đó Trung Quốc, Nhật Bản, Hoa Kỳ và các quốc gia khác được sử dụng rộng rãi nhất. Ngày càng có nhiều nhà sản xuất pin và ô tô bắt đầu tham gia vào ngành, một số công ty đã bắt đầu thí điểm và quảng bá trong các ứng dụng thực tế.

Ngay từ năm 2014, Tesla đã ra mắt trạm thay thế năng lượng pin của riêng mình, cung cấp cho người dùng dịch vụ thay pin nhanh chóng để có được chuyến đi đường dài trên đường cao tốc. Cho đến nay, Tesla đã thành lập hơn 20 trạm thay thế điện ở California và những nơi khác. Một số công ty Hà Lan lần đầu tiên giới thiệu các giải pháp lai dựa trên công nghệ sạc nhanh và thay thế nguồn pin. Đồng thời, Singapore, Hoa Kỳ, Thụy Điển, Jordan và các quốc gia và khu vực khác đã phát triển các trạm thay thế năng lượng cho xe điện quy mô lớn và tương đối tiên tiến.

Một số doanh nghiệp trong lĩnh vực phương tiện năng lượng mới thu hút nhiều sự chú ý ở Trung Quốc đang bắt đầu chú ý và tìm hiểu ứng dụng thương mại của mô hình thay thế năng lượng xe điện. Chế độ thay điện được NIO, hãng sản xuất xe năng lượng mới nổi tiếng trong nước sử dụng, là chế độ đặc biệt, cho phép chủ xe thay pin bằng pin đã sạc đầy trong thời gian không quá 3 phút.

Trong lĩnh vực giao thông công cộng, chế độ đổi điện phổ biến hơn. Ví dụ, Ningde Times đã hợp tác với quận Nanshan của Thâm Quyến để cung cấp 500 pin xe buýt điện và xây dựng 30 trạm thay thế điện. Jingdong đã xây dựng hơn 100 trạm thay thế điện ở Bắc Kinh, Thượng Hải, Quảng Châu, Thâm Quyến và các thành phố khác, cung cấp dịch vụ thay pin nhanh chóng và thuận tiện cho các phương tiện hậu cần.

Áp dụng phương án thay thế nguồn điện

Ở giai đoạn này, các phương pháp thay thế nguồn điện chính trên thị trường là thay thế nguồn điện khung gầm, thay thế nguồn điện cabin phía trước/phía sau và thay thế nguồn điện bên hông.

• CThay thế năng lượng hassis đề cập đến cách tháo bộ pin gốc ra khỏi phần dưới của khung và thay thế bộ pin mới, chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực ô tô, SUV, MPV và xe hậu cần hạng nhẹ, và chủ yếu được sử dụng bởi BAIC, NIO, Tesla, v.v. Phương án này dễ thực hiện vì thời gian thay pin ngắn và mức độ tự động hóa cao nhưng cần xây dựng một trạm thay thế nguồn điện cố định mới và bổ sung thêm thiết bị thay thế nguồn mới.
• Thay pin trước/sau nghĩa là bộ pin được bố trí ở cabin trước/sau xe, bằng cách mở cabin/ cốp trước để tháo và thay bộ pin mới. Sơ đồ này chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực ô tô, hiện chủ yếu được sử dụng trong Lifan, SKIO, v.v. Sơ đồ này không yêu cầu thiết bị thay thế nguồn điện mới và thực hiện việc thay thế nguồn điện thông qua vận hành thủ công các cánh tay cơ khí. Chi phí thấp nhưng cần hai người làm việc cùng nhau, mất nhiều thời gian và không hiệu quả.
• Thay thế nguồn điện bên tường có nghĩa là bộ pin được tháo ra khỏi bên cạnh và thay thế bằng bộ pin mới, chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực xe khách và xe tải, và chủ yếu được sử dụng trên xe khách. Trong sơ đồ này, cách bố trí pin là hợp lý nhất nhưng cần phải mở vách bên, điều này sẽ ảnh hưởng đến hình thức bên ngoài của xe.

Các vấn đề hiện tại

• Các loại pin đa dạng: Các loại pin sử dụng trên xe điện trên thị trường là pin lithium-ion ternary, pin lithium iron phosphate, pin natri-ion, v.v. Công nghệ thay thế nguồn điện của xe điện cần phải tương thích với các loại pin khác nhau gói.
• Khó khăn trong việc kết hợp nguồn điện: bộ pin của mỗi xe điện là khác nhau và trạm thay thế nguồn điện cho xe điện cần đạt được sự phù hợp về nguồn điện. Tức là cung cấp cho mỗi xe điện vào trạm một bộ pin phù hợp với nguồn điện cần thiết. Ngoài ra, nhà máy điện cần phải tương thích với các loại và nhãn hiệu xe điện khác nhau, điều này cũng đặt ra thách thức cho việc hiện thực hóa công nghệ và kiểm soát chi phí.
• Vấn đề an toàn: Bộ pin là một trong những bộ phận cốt lõi nhất của xe điện, trạm thay thế điện của xe điện cần hoạt động trên cơ sở đảm bảo an toàn cho bộ pin.
• Chi phí thiết bị cao: các trạm thay thế nguồn điện cho xe điện cần mua số lượng lớn bộ pin và thiết bị thay thế, chi phí tương đối cao.

Để phát huy những lợi thế của công nghệ thay thế nguồn, cần phải đạt được sự thống nhất về các thông số của bộ pin của nhiều nhãn hiệu và kiểu máy khác nhau, nâng cao khả năng thay thế lẫn nhau và đạt được các kích thước phổ quát của bộ pin nguồn, điều khiển liên lạc và kết hợp thiết bị. Vì vậy, việc xây dựng và thống nhất các tiêu chuẩn thay thế nguồn điện là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự phát triển của công nghệ thay thế nguồn điện trong tương lai.