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進(jìn)入全球電動(dòng)汽車(chē)革命的第二個(gè)十年，動(dòng)力電池的充電時(shí)間問(wèn)題仍然是需要克服的最大障礙。在這兩種主要解決方案之間，電池更換與極速充電(XFC)并不是一個(gè)非此即彼的技術(shù)決策。這是一個(gè)“取決于使用情況”的經(jīng)濟(jì)決策。

然而，經(jīng)濟(jì)決策的權(quán)衡是一個(gè)不斷變化的目標(biāo)，隨著新電池化學(xué)物質(zhì)的商業(yè)化和電動(dòng)汽車(chē)新型功率架構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用，這一目標(biāo)將會(huì)發(fā)生變化。那么，讓我們看看今天的權(quán)衡點(diǎn)在哪里，未來(lái)可能會(huì)轉(zhuǎn)移到哪里，以及電動(dòng)汽車(chē)實(shí)現(xiàn)五分鐘充滿(mǎn)電的可能性。

電池更換的應(yīng)用場(chǎng)景

當(dāng)前，電池更換的兩個(gè)主要應(yīng)用場(chǎng)景包括某些類(lèi)型的車(chē)隊(duì)，如出租車(chē)、網(wǎng)約車(chē)和小型兩輪電動(dòng)車(chē)，如踏板車(chē)。

踏板車(chē)和摩托車(chē)的電池組小到大多數(shù)人都能拿起，大大簡(jiǎn)化了電池更換的實(shí)施并降低了成本。此外，與大型電動(dòng)汽車(chē)相比，小型車(chē)輛的電池組通常使用較低的電壓，這導(dǎo)致充電時(shí)間長(zhǎng)，讓電池更換的呼聲更高。在亞洲、印度和歐洲，電池更換的技術(shù)和時(shí)間優(yōu)勢(shì)在高人口密度下更為顯著，小型電動(dòng)汽車(chē)的電池更換市場(chǎng)正在快速增長(zhǎng)，并且在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)可能會(huì)保持強(qiáng)勁。

在中國(guó)和歐洲，以及在較小程度上在美國(guó)，出租車(chē)車(chē)隊(duì)和網(wǎng)約車(chē)也在轉(zhuǎn)向電池更換。盡管與小型電動(dòng)汽車(chē)相比，在乘用車(chē)中實(shí)施電池更換的成本要高得多，但仍具有合理的可行性，因?yàn)檫@樣可以加長(zhǎng)車(chē)輛的行駛時(shí)間并產(chǎn)生收入，而不是坐在充電站苦等。直到有一天，電池可以實(shí)現(xiàn)極速充電，對(duì)出租車(chē)和網(wǎng)約車(chē)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)不再是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。

尺寸（及電壓）是重要問(wèn)題

四輪電動(dòng)汽車(chē)中的電池組尺寸太大，無(wú)法手動(dòng)更換，需要自動(dòng)化支持。自動(dòng)化系統(tǒng)成本高昂，通常設(shè)計(jì)用于特定型號(hào)的電動(dòng)汽車(chē)或特定電池組。與踏板車(chē)和摩托車(chē)相比，這些因素共同導(dǎo)致大型電動(dòng)汽車(chē)的電池更換成本更高。在某些擁有大量同類(lèi)型電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)隊(duì)中，難以進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效的部署。

對(duì)于當(dāng)今的400V電動(dòng)汽車(chē)功率變換電路和電池組而言，充電速率是有限的。這是在車(chē)隊(duì)中采用電池更換方案的主要推動(dòng)因素。有兩件事可能會(huì)改變?cè)谲?chē)隊(duì)中實(shí)施電池更換方案的經(jīng)濟(jì)性：更高的電壓和更好的電池。第一種情況已經(jīng)出現(xiàn) - 800V及更高電壓的電池組已經(jīng)出現(xiàn)在一些電動(dòng)汽車(chē)上。當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)充電需要幾個(gè)小時(shí)時(shí)，更換電池是有意義的。更高的電池電壓可實(shí)現(xiàn)極速充電(XFC)并縮短充電時(shí)間。這可能會(huì)改變成本計(jì)算的經(jīng)濟(jì)性考量。如果電池充電最多只需要15分鐘，情況會(huì)如何呢？

15分鐘內(nèi)完成充電可能會(huì)在不久的將來(lái)出現(xiàn)。QuantumScape和Solid Power等公司已經(jīng)展示了15分鐘內(nèi)完成充電的技術(shù)方案，并開(kāi)始試生產(chǎn)。這仍然比重新加滿(mǎn)油箱或更換電池的時(shí)間要長(zhǎng)。但在車(chē)隊(duì)運(yùn)營(yíng)中，車(chē)輛通常在加油時(shí)進(jìn)行清洗和消毒。清洗車(chē)輛的過(guò)程可能比加滿(mǎn)油箱花費(fèi)更多時(shí)間。這為極速充電(XFC)和高壓電池組的使用提供了更多的機(jī)會(huì)。這是基于性能和成本因素進(jìn)行權(quán)衡的經(jīng)濟(jì)性決策。電動(dòng)汽車(chē)充電速度越快，采用電池更換方案的吸引力就越小。

只需五分鐘即可充滿(mǎn)電的電池？

電動(dòng)汽車(chē)電池組如若實(shí)現(xiàn)五分鐘充滿(mǎn)電，將在許多方面改變游戲規(guī)則，包括摒棄電池更換方案。包括StoreDot、EExion和Nyobolt在內(nèi)的一些公司正在研究用于電動(dòng)汽車(chē)的先進(jìn)電池和超級(jí)電容器，它們可以在大約五分鐘內(nèi)完成充電。其中一些五分鐘滿(mǎn)電電池的應(yīng)用目標(biāo)是踏板車(chē)以及大型電動(dòng)汽車(chē)。這些研究項(xiàng)目還需要幾年時(shí)間才能取得成果。因此，隨著電池和電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電池更換方案可能在不確定的未來(lái)在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上仍有存在的空間，然后才會(huì)慢慢完全消失。

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