摘 要：電動汽車充電時間長的問題，可以通過設置換電站，在換電站更換電池來解決。本文從電池的形狀、換電站設置、如何實現(xiàn)全自動操作、可能遇到的問題、推動電動汽車換電池技術發(fā)展的方式五個方面，詳細闡述了實現(xiàn)電動汽車換電的構想。

關鍵詞：電池；換電站；電動汽車

目前，石油資源日益枯竭，專家預測石油會在40年內消耗完。雖然各個汽車廠家都有自己的節(jié)油技術，但汽車保有量節(jié)節(jié)攀升的現(xiàn)狀也會加速石油的消耗，因此要大力發(fā)展新能源汽車。幾乎所有的能量形式都可以轉化成電能，相比起汽油、柴油，電具有相當強的靈活性，所以未來的車一定是用電的。但現(xiàn)在為何電動汽車遲遲發(fā)展不起來？最主要的是電池問題。電動汽車充電時間長，續(xù)航里程短，成為很多家庭不買電動車的理由，所以電動汽車發(fā)展不起來。

因此，可以通過更換電池的方法來節(jié)約時間，當電動車快沒電的時候，把車開進一個更換電池的站點，將滿電的電池換上車，時間不超過五分鐘，就能出站了。如果換作充電，一輛續(xù)航300公里的電動車，用快速充電樁充滿也要一個多小時。所以換電池的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了。美國豪華電動車品牌——特斯拉，推出過電池更換的方案，通過機械手將車下一整塊電池卸下，再換上一整塊滿電電池。因為特斯拉的電池只有一種形狀，所以不存在電池形狀不兼容的情況。但不是所有品牌電動車都用一種電池。而如果我們統(tǒng)一了電池的形狀，就像大小都一樣的5號電池，機械手更換起電池來會更容易，在換電站也能找到相同型號的電池。為了實現(xiàn)這一構想，可以從以下幾個方面進行分析。

一、 電池的形狀

網上有不少人說應該統(tǒng)一電池的形狀，但我有另一種思路，我認為電池應該分為大、中、小三種形狀，但這三種形狀的電池，電壓是相同的。在相同的體積下，大塊的電池容量更大，多塊小電池串聯(lián)可以達到更高的電壓。大小不同的電池可以通過不同的組合來滿足不同車型的需要。

二、 換電站設置

換電站是全自動操作，當人們把車開進換電站時，換電站會自動判斷車的型號，從信息庫找到車底的電池組合順序。隨后，前方車道自動調整寬度，與此同時，司機通過車道旁的電腦，了解目前換電站擁有的電池，包括電池的品牌、年齡、行駛里程、電量、價格，從而選擇合適的電池。將車開上車道，機械手換走車上的電池，再換上所選的電池。換下去的電池留在換電站充電，等待下一輛將要換電池的車。

三、 如何實現(xiàn)全自動操作

1. 換電站全部聯(lián)網。換電站聯(lián)網后，可獲取最新的車輛信息。比如：一輛新電動車上市后，換電站會獲取相應的電池排列組合信息，當這種新車來換電池時，換電站能準確識別車輛，查找電池組合方式，實現(xiàn)電池拆卸。其次，如果全自動操作出現(xiàn)故障，工作人員可以通過網絡監(jiān)控發(fā)現(xiàn)，并及時用人工操作的方式給車輛更換電池。

2. 換電站內部應有一套空間三維坐標。設置這套三維坐標的目的是讓機械手記住擰螺絲的位置，裝電池時就不用重新定位了，機械手可在三維坐標內自由活動。

3. 電池上有螺絲定位芯片。這可以保證電池在三維坐標內定位，再通過螺絲定位芯片判斷螺絲位置，方便機械手找到螺絲。

四、 可能遇到的問題

1. 防水問題

（1） 車輛防水。電池可以更換，就意味著會有縫隙，雖然如今的電動車已經能在有積水的路面上行駛，但如果更換電池，就可能遇到漏電問題。

（2） 換電站防水。大雨天，水會不會灌入機械手的操作空間，濕漉漉的車是不是根本無法更換電池或更換過程中可能引發(fā)短路問題。

2. 車企不接受這種技術

如果現(xiàn)在推廣更換電池的技術，就意味著車企要投入大量的資金來研發(fā)相應的底盤、行車電腦，但面對的卻是一個不成熟、群眾又可能不買賬的技術。

3. 防盜問題

換電站的設備需要做好防盜措施。

4. 碰撞問題

電池不能受猛烈撞擊，否則容易起火。

五、 推動電動汽車換電池技術發(fā)展的方式

1. 發(fā)展電動車賽事

在國際上，有世界電動方程式，它和世界一級方程式相比，沒有加油這個環(huán)節(jié)。車如果沒電了，就去維修站開車隊的第二輛車。因為電動方程式的結構已定，在車輛結構上，不會有太大的改動，所以我認為可以在我國做一項自己的電動車賽事。發(fā)展電動車賽事，一定要用到換電技術，讓這項技術在一次又一次的比賽中成熟。比賽的開展也會吸引贊助商，逐漸得到資金支持。因為比賽的安全性測試比其他測試多，這也能倒逼技術改進，提高安全系數(shù)。同時，還能提升全民對電動汽車的認可度。隨著賽事的發(fā)展和知名度的提高，也能把換電池技術推廣到全世界，統(tǒng)一標準。

2. 以租代買使用電池

價格問題，是購車者最關心的問題，目前電動車價格居高不下，主要原因是電池太貴。而如果進行電池更換，那就意味著新舊電池在性能上有很大的差距。如果用新電池換舊電池肯定行不通，所以可以把電池列為租賃物品，而不是出售。換上另一組電池時，之前租用的電池計費結束，新一組開始計費。電池在銷售時不計價，這樣能夠有效降低電動汽車的銷售價格。

租電池的價格取決于電池的品牌、容量、已使用時間、運行里程、總沖/放電電量。而電池內部應有記錄以上信息的芯片，并且在換電站聯(lián)網，讓電池供應商判斷是否該收回電池。

3. 充電與換電配合

在設立換電站的同時，也不能放棄對充電樁的建設，應該把二者結合起來，充分保障電動汽車充電和換電的方便與快捷。對于充電樁的建設，我認為不用設立專門的充電樁，可以充分利用停車場和停車位，做到停車就能充電。因此，在規(guī)劃停車場和停車位時，應預留出充電樁的空間。

作者簡介：

陳奕通，河北省保定市，河北省保定市清苑區(qū)清苑中學。