你是否曾經(jīng)注意到快充站？是否看到汽車在快充站充電？實際上，許多充電站并未被充分利用。xLPesmc

單次充電的成本由設(shè)備成本除以充電次數(shù)決定。當充電次數(shù)較少時，單次充電的成本就比較高。這就是為什么快充的成本通常比家用慢充高3倍的原因。再加上，一些時候電動汽車充電并不方便，這也是許多電動汽車車主放棄快充的主要原因。xLPesmc

快充面臨電力挑戰(zhàn)

快充面臨的最大挑戰(zhàn)是電力問題。如果一輛電動汽車的電池容量為50千瓦時(kWh)，要想30分鐘充滿電，則需100千瓦的充電功率，該功率可以同時支持約80戶美國家庭的日均用電需求。換句話說，支持大量電力的成本很高——特別是在硬件使用率不高的情況下。xLPesmc

充電站通常選擇建設(shè)在商場和酒店等地，這些地方由于需要維持空調(diào)系統(tǒng)的運行，往往具備較強的電力供應(yīng)能力?？照{(diào)系統(tǒng)在不同時段對電力的需求也不同，例如夜間或非高峰時段人流量少，空調(diào)系統(tǒng)無需全力運行。此時，原本用于空調(diào)的電力可重新分配給充電站使用，從而提高了電力的使用效率。因為電網(wǎng)提供的是交流電(AC)，而電動汽車電池需要直流電(DC)，所以為電動汽車充電還需專門的電子設(shè)備。xLPesmc

為了降低成本，這些充電設(shè)備的尺寸往往偏小，使得汽車電池的充電時間更長，尤其是在多輛汽車同時充電的情況下。這導(dǎo)致“續(xù)航里程焦慮”成為一個挑戰(zhàn)，駕駛員通常不知道多久才能把電池充滿，充電時長取決于正在該充電站充電的汽車數(shù)量，以及這個商場/酒店的空調(diào)使用情況。xLPesmc

可以更換的標準電池

有一種辦法可以解決上面提到的所有問題，那就是標準化的插電式和可更換的電動汽車電池。目前，世界上已經(jīng)有了定義電池的機械和電氣標準，這些標準使我們能夠以較低的成本為許多產(chǎn)品供電。xLPesmc

理論上，人們可以擁有一個標準化的汽車電池，它的外觀類似于特斯拉汽車的電池，但可以供多個品牌的汽車使用。該標準將定義電池、汽車和換電站之間的機械結(jié)構(gòu)(例如高度、長度和寬度)、電氣連接和通信。xLPesmc

目前，電動汽車的充電模式主要有兩種——一種是汽車內(nèi)置專用電池并定期充電，汽車需要經(jīng)常停在充電樁前充電；另一種是使用標準的插拔式電池，即所有汽車都使用相同規(guī)格的電池，并能在幾分鐘內(nèi)更換新電池，車主將為消耗的電量和電池損耗付費，當使用續(xù)航里程較短、成本較低的電池時，車主所需支付的費用也會較少。xLPesmc

對于日均行駛距離低于100英里(160公里)的駕駛者而言，可以換上低成本、低續(xù)航力的電池，白天駕駛汽車、晚上進行充電。因為低續(xù)航電池使用的稀土材料較少，所以這樣可以降低成本方面的壓力。如果需要長途旅行，車主可以換上高成本的高續(xù)航電池，或者更加頻繁地更換電池組。多家電池制造商會互相競爭，從而降低電池的價格，所以還能通過商品化，來降低換電模式的成本。xLPesmc

在居家場景中，車主可以在自家車道上安裝換電柜，該設(shè)施可以存儲多個電池。換電柜中的電池利用太陽能電池板在日間進行充電，到晚上可以為房屋提供電力。根據(jù)需要，車主還可以使用換電柜中的電池，來更換汽車中電量不足的電池，這提供了一種快速“加油”的方式，減少了電動汽車的充電等待時間。xLPesmc

面臨“先有雞還是先有蛋”難題

換電模式還面臨“先有雞還是先有蛋”的問題。如果沒有一個成熟的換電站網(wǎng)絡(luò)，汽車制造商往往不愿參與其中，在沒有一定數(shù)量的兼容車輛的情況下，投資機構(gòu)也不太愿意去投資換電站。xLPesmc

蔚來汽車的換電模式是一個優(yōu)秀案例，他們在全球建設(shè)了數(shù)千個換電站，其年收入超過80億美元，年產(chǎn)銷數(shù)十萬輛支持換電的汽車。這主要得益于中國支持電動汽車的政策，以及中產(chǎn)及以上階層的車主愿意為便利性支付更多費用。xLPesmc

還需制定相應(yīng)的標準

如果多家電動汽車制造商共享電池和換電站，那么就需要制定相關(guān)的標準。這需要解決以下三個問題：xLPesmc

• 電池如何與汽車、換電站進行機械和電氣連接？
• 電池如何與汽車通信？
• 汽車如何與換電站通信？

汽車制造商不會愿意投資由競爭對手控制的換電模式。因此，標準的制定可能需要中立實體的參與，比如基金會或政府機構(gòu)。xLPesmc

各國政府已經(jīng)在電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施上進行投資，他們可能傾向于撥出一小部分資金來支持標準的制定。更具體地說，他們可能會支持以下方面的研發(fā)、原型制作和測試：xLPesmc

• 可更換電池；
• 電池更換機制；
• 換電站；
• 電池處理設(shè)備；
• 電池運輸基礎(chǔ)設(shè)施。

為了鼓勵廣泛采用，開發(fā)的技術(shù)可以被免費且公開地傳播。xLPesmc

規(guī)模經(jīng)濟推動換電模式成本下降

一旦換電標準確立，消費者的需求將在一定程度上推動該模式的采用。這種需求的大小可能取決于愿意為便利性買單的中產(chǎn)及以上階層的電動汽車駕駛者的數(shù)量，再加上那些無法在充電站等待的高里程電動汽車駕駛者的數(shù)量，以及無法方便地使用充電基礎(chǔ)設(shè)施的電動汽車駕駛者的數(shù)量。xLPesmc

那些大量進口石油的地區(qū)如中國和歐洲，可能會率先普及這種模式的電動汽車，因為電動汽車可以減少對外國石油的依賴。相比之下，美國是石油生產(chǎn)大國，該國對電動汽車的興趣較小。然而，隨著電動汽車在中國和歐洲的持續(xù)滲透，規(guī)模經(jīng)濟將推動換電模式的成本下降，這種模式可能會在全球范圍內(nèi)獲得認可，包括那些石油生產(chǎn)大國、最初對電動汽車不太感興趣的地區(qū)。xLPesmc

本文翻譯自《國際電子商情》姊妹平臺EETimes，原文標題：Do We Need Swappable Standardized EV Batteries?xLPesmc