Bakgrunnur

Rafmagnsskipti rafknúinna ökutækja vísar til þess að skipta um rafhlöðu til að endurnýja orkuna fljótt, leysa vandamálið með hægum hleðsluhraða og takmörkun á hleðslustöðvum. Rafhlöðunni er stjórnað af rekstraraðilanum á samræmdan hátt, sem hjálpar til við að skipuleggja hleðsluaflið á skynsamlegan hátt, lengja endingartíma rafhlöðunnar og auðvelda endurvinnslu rafhlöðunnar. Lykilatriði stöðlunarvinnu bifreiða árið 2022 voru gefin út af iðnaðar- og upplýsingatækniráðuneytinu í mars 2022, sem nefndi einnig kröfuna um að flýta fyrir byggingu hleðslu og skipta um kerfi og staðla.

Staða þróun orkuskipta

Sem stendur hefur aflskiptastillingin verið mikið notuð og kynnt og tæknin hefur einnig tekið miklum framförum. Sum ný tækni hefur verið beitt á rafhlöðustöðina, svo sem sjálfvirk aflskipti og snjöll þjónusta. Mörg lönd og svæði um allan heim hafa tekið upp rafhlöðuskiptitækni, þar af eru Kína, Japan, Bandaríkin og önnur lönd mest notuð. Fleiri og fleiri rafhlöðuframleiðendur og bílaframleiðendur tóku að ganga til liðs við iðnaðinn og sum fyrirtæki eru farin að prufa og kynna í hagnýtri notkun.

Strax árið 2014 setti Tesla á markað sína eigin rafhlöðuskiptistöð, sem veitir notendum skjóta rafhlöðuskiptiþjónustu til að ná langt ferðalag á þjóðveginum. Hingað til hefur Tesla komið á fót meira en 20 rafstöðvum í Kaliforníu og öðrum stöðum. Sum hollensk fyrirtæki hafa kynnt blendingalausnir sem byggja á hraðhleðslu og rafhlöðuskiptatækni í fyrsta skipti. Á sama tíma hafa Singapúr, Bandaríkin, Svíþjóð, Jórdanía og önnur lönd og svæði þróað tiltölulega háþróaðar og stórar rafknúnar rafknúin ökutæki.

Nokkur fyrirtæki á sviði nýrra orkutækja sem hafa vakið mikla athygli í Kína eru farin að gefa gaum að og kanna viðskiptalega notkun rafknúinna raforkuskipta líkansins. Aflskiptastillingin sem NIO, þekktur innlendur framleiðandi nýrra orkubíla notar, er sérstakur stilling sem gerir eigandanum kleift að skipta um rafhlöðu fyrir fullhlaðna rafhlöðu á ekki meira en 3 mínútum.

Á sviði almenningssamgangna er aflbreytingarmátinn algengari. Til dæmis var Ningde Times í samstarfi við Nanshan District of Shenzhen til að útvega 500 rafstrauma rafhlöður og byggði 30 rafmagnsstöðvar. Jingdong hefur byggt meira en 100 raforkuskiptastöðvar í Peking, Shanghai, Guangzhou, Shenzhen og öðrum borgum, sem veitir hraðvirka og þægilega rafhlöðuskiptaþjónustu fyrir flutningabíla.

Notkun aflskiptakerfis

Á þessu stigi eru helstu aflskiptiaðferðirnar á markaðnum skipting á undirvagnsafli, skipting á afli að framan/aftan og aflskipti á hliðarvegg.

• CHassis aflskipti vísar til leiðarinnar til að fjarlægja upprunalega rafhlöðupakkann úr neðri hluta undirvagnsins og skipta um nýja rafhlöðupakkann, sem er aðallega notaður á sviði bíla, jeppa, MPV og léttra flutningabíla, og er aðallega notaður af BAIC, NIO, Tesla og svo framvegis. Þetta kerfi er auðvelt að ná þar sem skiptingartími rafhlöðunnar er stuttur og sjálfvirknin er mikil, en það þarf að byggja nýja fasta raforkuskiptastöð og bæta við nýjum rafmagnsskiptabúnaði.
• Skipting um rafmagn að framan/aftan þýðir að rafhlöðupakkanum er komið fyrir í framklefa/aftan bílsins með því að opna framklefa/skottið til að fjarlægja og skipta um nýja rafhlöðupakkann. Þetta kerfi er aðallega notað á sviði bíla, nú aðallega notað í Lifan, SKIO og svo framvegis. Þetta kerfi krefst ekki nýs aflskiptabúnaðar og gerir sér grein fyrir orkuskipti með handvirkri notkun vélrænu armanna. Kostnaður við er lítill, en það þarf tvo til að vinna saman, sem tekur langan tíma og er óhagkvæmt.
• Skipting á hliðarafli þýðir að rafhlöðupakkinn er fjarlægður af hliðinni og skipt út fyrir nýjan rafhlöðupakka sem er aðallega notaður á sviði fólksbíla og vörubíla og er aðallega notaður í langferðabíla. Í þessu kerfi er rafhlöðuskipulagið sanngjarnast, en opna þarf hliðarvegginn, sem mun hafa áhrif á útlit ökutækisins.

Fyrirliggjandi vandamál

• Fjölbreytt úrval rafhlöðupakka: Rafhlöðupakkarnir sem notaðir eru í rafknúnum ökutækjum á markaðnum eru þrískiptir litíumjónarafhlöður, litíumjárnfosfatrafhlöður, natríumjónarafhlöður o. pakkningar.
• Erfið aflsamsvörun: rafhlöðupakkinn hvers rafknúins ökutækis er öðruvísi og rafknúin raforkustöð þarf að ná aflsamsvörun. Það er að segja að útvega sérhverju rafbíli sem kemur inn á stöðina rafhlöðupakka sem passar við það afl sem það þarf. Þar að auki þarf rafstöðin að vera samhæf við mismunandi gerðir og vörumerki rafknúinna farartækja, sem einnig veldur áskorunum við framkvæmd tækni og kostnaðarstýringar.
• Öryggismál: Rafhlöðupakkinn er einn af kjarnahlutum rafknúinna ökutækja og raforkustöð rafknúinna ökutækja þarf að vinna á þeirri forsendu að tryggja öryggi rafhlöðupakkans.
• Hár búnaðarkostnaður: Rafmagnsstöðvar fyrir rafknúin ökutæki þurfa að kaupa mikinn fjölda rafhlöðupakka og skiptibúnað, kostnaðurinn er tiltölulega hár.

Til að gefa kostum aflskiptatækninnar leik, er nauðsynlegt að sameina rafhlöðupakkabreytur ýmissa vörumerkja og mismunandi gerða, auka skiptanleika og ná alhliða stærð rafhlöðupakka, samskiptastýringar og samsvörunar búnaðar. Þess vegna er mótun og sameining aflskiptastaðla einn af mikilvægum þáttum sem hafa áhrif á þróun framtíðarafskiptatækni.