배경

전기차 전원 교체란 전원 배터리를 교체해 신속하게 전력을 보충해 충전 속도가 느리고 충전소의 한계가 있는 문제를 해결하는 것을 말한다. 전원 배터리는 운영자가 통일된 방식으로 관리하므로 충전 전원을 합리적으로 배치하고 배터리 수명을 연장하며 배터리 재활용을 촉진하는 데 도움이 됩니다. 2022년 3월 산업정보부가 발표한 2022년 자동차 표준화 작업 핵심 사항에는 충전 및 교체 시스템과 표준 구축을 가속화해야 한다는 요구 사항도 언급되어 있습니다.

전력 대체 개발 현황

현재 전력 교체 모드가 널리 사용되고 홍보되었으며 기술도 큰 발전을 이루었습니다. 배터리 발전소에는 자동 전원 교체, 지능형 서비스 등 일부 신기술이 적용됐다. 전 세계 많은 국가와 지역에서 전원 배터리 교체 기술을 채택했으며 그 중 중국, 일본, 미국 및 기타 국가가 가장 널리 사용됩니다. 점점 더 많은 배터리 제조업체와 자동차 제조업체가 업계에 합류하기 시작했으며 일부 회사는 실제 응용 프로그램을 시험하고 홍보하기 시작했습니다.

2014년 초 Tesla는 자체 배터리 전원 교체 스테이션을 출시하여 사용자에게 고속도로에서 장거리 여행을 할 수 있도록 신속한 배터리 교체 서비스를 제공했습니다. 지금까지 Tesla는 캘리포니아와 기타 지역에 20개 이상의 전력 교체 스테이션을 설립했습니다. 일부 네덜란드 기업은 최초로 고속 충전과 배터리 전원 교체 기술을 기반으로 한 하이브리드 솔루션을 선보였습니다. 동시에 싱가포르, 미국, 스웨덴, 요르단 및 기타 국가와 지역에서는 비교적 선진적이고 대규모의 전기 자동차 전원 교체 스테이션을 개발했습니다.

중국에서 많은 관심을 받고 있는 신에너지 자동차 분야의 여러 기업이 전기 자동차 전력 교체 모델의 상업적 적용에 관심을 갖고 탐색하기 시작했습니다. 국내 신에너지차 제조사로 잘 알려진 NIO가 사용하는 전원 교체 모드는 소유자가 3분 이내에 배터리를 완전히 충전된 배터리로 교체할 수 있는 특수 모드다.

대중 교통 분야에서는 전력 변경 모드가 더 일반적입니다. 예를 들어, Ningde Times는 선전 난산(Nanshan) 지구와 협력하여 전기 버스 배터리 500개를 제공하고 전력 교체 스테이션 30개를 건설했습니다. Jingdong은 베이징, 상하이, 광저우, 선전 및 기타 도시에 100개 이상의 전력 교체 스테이션을 구축하여 물류 차량에 빠르고 편리한 배터리 교체 서비스를 제공하고 있습니다.

전원교체방식 적용

현 단계에서 시중에 나와 있는 주요 전원 교체 방법은 섀시 전원 교체, 전면 캐빈/후면 전원 교체, 측면 벽 전원 교체 등이 있습니다.

• C하시스 전원 교체란 섀시 하부에서 원래의 배터리 팩을 제거하고 새 배터리 팩을 교체하는 방식을 말하며 주로 자동차, SUV, MPV 및 경물류 차량 분야에서 사용되며 주로 BAIC, NIO, 테슬라 등. 이 방식은 배터리 교체 시간이 짧고 자동화 수준이 높기 때문에 달성하기 쉽지만 새로운 고정전원 교체 스테이션을 구축하고 새로운 전원 교체 장비를 추가해야 한다.
• 전면 캐빈/후면 전원 교체는 배터리 팩을 차량 전면 캐빈/후면에 배치하고, 전면 캐빈/트렁크를 열어 새 배터리 팩을 제거하고 교체하는 것을 의미합니다. 이 방식은 주로 자동차 분야에서 사용되며 현재 Lifan, SKIO 등에서 주로 사용됩니다. 이 방식은 새로운 전원 교체 장비가 필요하지 않으며, 기계 암의 수동 조작을 통해 전원 교체를 구현합니다. 비용은 저렴하지만 두 사람이 함께 작업해야 하기 때문에 시간이 오래 걸리고 비효율적입니다.
• 측벽전원교체란 측면에서 배터리팩을 떼어내고 새로운 배터리팩으로 교체하는 것을 의미하며 승용차, 트럭 분야에서 주로 사용되며 객차에 주로 사용된다. 이 방식에서는 배터리 레이아웃이 가장 합리적이지만 측벽을 열어야 하므로 차량 외관에 영향을 미칩니다.

기존 문제

• 다양한 배터리 팩: 시중에서 판매되는 전기 자동차에 사용되는 배터리 팩은 삼원계 리튬 이온 배터리, 리튬 인산철 배터리, 나트륨 이온 배터리 등입니다. 전기 자동차 전원 교체 기술은 다양한 종류의 배터리와 호환되어야 합니다. 팩.
• 어려운 전원 매칭: 각 전기 자동차의 배터리 팩은 다르므로 전기 자동차 전원 교체 스테이션은 전원 매칭을 달성해야 합니다. 즉, 정거장에 진입하는 각 전기차에 필요한 전력에 맞는 배터리 팩을 제공하는 것입니다. 또한, 발전소는 다양한 유형 및 브랜드의 전기 자동차와 호환되어야 하며, 이는 기술 실현 및 비용 제어에도 어려움을 초래합니다.
• 안전 문제: 배터리 팩은 전기 자동차의 가장 핵심 구성 요소 중 하나이며, 전기 자동차의 전원 교체 스테이션은 배터리 팩의 안전을 보장한다는 전제 하에 작업해야 합니다.
• 높은 장비 비용: 전기 자동차 전력 교체 스테이션은 많은 수의 배터리 팩과 교체 장비를 구입해야 하며 비용이 상대적으로 높습니다.

전원 교체 기술의 장점을 활용하려면 다양한 브랜드와 다양한 모델의 배터리 팩 매개변수를 통일하고, 호환성을 향상시키며, 전원 배터리 팩의 보편적인 크기, 통신 제어 및 장비 매칭을 달성해야 합니다. 따라서 전력교체 표준의 제정 및 통일은 미래 전력교체 기술 개발에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나이다.