Latar belakang

Penggantian daya kendaraan listrik mengacu pada penggantian baterai daya untuk mengisi daya dengan cepat, memecahkan masalah kecepatan pengisian yang lambat dan keterbatasan stasiun pengisian daya. Daya baterai dikelola oleh operator secara terpadu, yang membantu mengatur daya pengisian daya secara rasional, memperpanjang masa pakai baterai, dan memfasilitasi daur ulang baterai. Pokok-pokok Pekerjaan Standardisasi Mobil Tahun 2022 yang dirilis Kementerian Perindustrian dan Teknologi Informasi pada Maret 2022 juga menyebutkan perlunya percepatan pembangunan sistem dan standar pengisian dan penggantian.

Status quo pengembangan penggantian tenaga listrik

Saat ini, mode penggantian daya telah banyak digunakan dan dipromosikan, dan teknologinya juga mengalami kemajuan besar. Beberapa teknologi baru telah diterapkan pada pembangkit listrik baterai, seperti penggantian daya otomatis dan layanan cerdas. Banyak negara dan wilayah di seluruh dunia telah mengadopsi teknologi penggantian baterai, dan Tiongkok, Jepang, Amerika Serikat, dan negara-negara lain adalah yang paling banyak menggunakannya. Semakin banyak produsen baterai dan produsen mobil mulai bergabung dengan industri ini, dan beberapa perusahaan telah mulai melakukan uji coba dan promosi dalam aplikasi praktis.

Pada awal tahun 2014, Tesla meluncurkan stasiun penggantian daya baterainya sendiri, yang menyediakan layanan penggantian baterai cepat kepada pengguna untuk melakukan perjalanan jauh di jalan raya. Sejauh ini, Tesla telah mendirikan lebih dari 20 pembangkit listrik pengganti di California dan tempat lain. Beberapa perusahaan Belanda telah memperkenalkan solusi hybrid berdasarkan teknologi pengisian cepat dan penggantian daya baterai untuk pertama kalinya. Pada saat yang sama, Singapura, Amerika Serikat, Swedia, Yordania, dan negara serta kawasan lain telah mengembangkan stasiun pengganti tenaga kendaraan listrik yang relatif maju dan berskala besar.

Beberapa perusahaan di bidang kendaraan energi baru yang telah menarik banyak perhatian di Tiongkok mulai memperhatikan dan menjajaki penerapan komersial model penggantian tenaga kendaraan listrik. Mode penggantian daya yang digunakan oleh NIO, produsen kendaraan energi baru ternama dalam negeri, merupakan mode khusus yang memungkinkan pemiliknya mengganti baterai dengan baterai yang terisi penuh dalam waktu tidak lebih dari 3 menit.

Di bidang angkutan umum, pergantian moda lebih banyak terjadi. Misalnya, Ningde Times bekerja sama dengan Distrik Nanshan di Shenzhen untuk menyediakan 500 baterai bus listrik, dan membangun 30 stasiun pengganti listrik. Jingdong telah membangun lebih dari 100 stasiun penggantian listrik di Beijing, Shanghai, Guangzhou, Shenzhen, dan kota-kota lain, menyediakan layanan penggantian baterai yang cepat dan nyaman untuk kendaraan logistik.

Penerapan skema penggantian tenaga listrik

Pada tahap ini, metode penggantian tenaga utama yang ada di pasaran adalah penggantian tenaga sasis, penggantian tenaga kabin depan/belakang, dan penggantian tenaga dinding samping.

• Cpenggantian daya hassis mengacu pada cara melepas baterai asli dari bagian bawah sasis dan mengganti baterai baru, yang terutama digunakan di bidang mobil, SUV, MPV, dan kendaraan logistik ringan, dan terutama digunakan oleh BAIC, NIO, Tesla dan sebagainya. Skema ini mudah dicapai karena waktu penggantian baterai singkat dan tingkat otomatisasi tinggi, namun perlu membangun stasiun penggantian daya tetap baru dan menambah peralatan penggantian daya baru.
• Penggantian tenaga kabin depan/belakang maksudnya baterai disusun di kabin depan/belakang mobil, dengan membuka kabin/bagasi depan untuk melepas dan mengganti baterai baru. Skema ini terutama digunakan di bidang mobil, saat ini banyak digunakan di Lifan, SKIO dan sebagainya. Skema ini tidak memerlukan peralatan penggantian daya baru, dan mewujudkan penggantian daya melalui pengoperasian lengan mekanis secara manual. Biayanya rendah, namun membutuhkan dua orang untuk bekerja sama, sehingga memakan waktu lama dan tidak efisien.
• Penggantian daya dinding samping berarti baterai dilepas dari samping dan diganti dengan baterai baru, yang terutama digunakan di bidang mobil penumpang dan truk, dan terutama digunakan di gerbong. Dalam skema ini, tata letak baterai adalah yang paling masuk akal, namun dinding samping perlu dibuka, yang akan mempengaruhi penampilan kendaraan.

Masalah yang ada

• Berbagai macam paket baterai: Paket baterai yang digunakan pada kendaraan listrik yang ada di pasaran adalah baterai lithium-ion terner, baterai lithium besi fosfat, baterai natrium-ion, dll. Teknologi penggantian daya kendaraan listrik harus kompatibel dengan berbagai jenis baterai paket.
• Pencocokan daya yang sulit: paket baterai setiap kendaraan listrik berbeda, dan stasiun penggantian daya kendaraan listrik perlu mencapai pencocokan daya. Artinya, setiap kendaraan listrik yang memasuki stasiun dilengkapi dengan baterai yang sesuai dengan kebutuhan dayanya. Selain itu, pembangkit listrik harus kompatibel dengan berbagai jenis dan merek kendaraan listrik, yang juga menimbulkan tantangan terhadap realisasi teknologi dan pengendalian biaya.
• Masalah keselamatan: Paket baterai adalah salah satu komponen inti kendaraan listrik, dan stasiun penggantian daya kendaraan listrik perlu berfungsi untuk memastikan keamanan paket baterai.
• Biaya peralatan tinggi: stasiun pengganti tenaga kendaraan listrik perlu membeli sejumlah besar baterai dan peralatan pengganti, biayanya relatif tinggi.

Untuk memanfaatkan keunggulan teknologi penggantian daya, perlu untuk mencapai penyatuan parameter paket baterai dari berbagai merek dan berbagai model, meningkatkan kemampuan pertukaran, dan mencapai dimensi universal dari paket baterai daya, kontrol komunikasi, dan pencocokan peralatan. Oleh karena itu, perumusan dan penyatuan standar penggantian tenaga listrik merupakan salah satu faktor penting yang mempengaruhi perkembangan teknologi penggantian tenaga listrik di masa depan.