关于电动汽车未来发展的构想

摘 要：电动汽车充电时间长的问题，可以通过设置换电站，在换电站更换电池来解决。本文从电池的形状、换电站设置、如何实现全自动操作、可能遇到的问题、推动电动汽车换电池技术发展的方式五个方面，详细阐述了实现电动汽车换电的构想。

关键词：电池；换电站；电动汽车

目前，石油资源日益枯竭，专家预测石油会在40年内消耗完。虽然各个汽车厂家都有自己的节油技术，但汽车保有量节节攀升的现状也会加速石油的消耗，因此要大力发展新能源汽车。几乎所有的能量形式都可以转化成电能，相比起汽油、柴油，电具有相当强的灵活性，所以未来的车一定是用电的。但现在为何电动汽车迟迟发展不起来？最主要的是电池问题。电动汽车充电时间长，续航里程短，成为很多家庭不买电动车的理由，所以电动汽车发展不起来。

因此，可以通过更换电池的方法来节约时间，当电动车快没电的时候，把车开进一个更换电池的站点，将满电的电池换上车，时间不超过五分钟，就能出站了。如果换作充电，一辆续航300公里的电动车，用快速充电桩充满也要一个多小时。所以换电池的优势就体现出来了。美国豪华电动车品牌——特斯拉，推出过电池更换的方案，通过机械手将车下一整块电池卸下，再换上一整块满电电池。因为特斯拉的电池只有一种形状，所以不存在电池形状不兼容的情况。但不是所有品牌电动车都用一种电池。而如果我们统一了电池的形状，就像大小都一样的5号电池，机械手更换起电池来会更容易，在换电站也能找到相同型号的电池。为了实现这一构想，可以从以下几个方面进行分析。

一、 电池的形状

网上有不少人说应该统一电池的形状，但我有另一种思路，我认为电池应该分为大、中、小三种形状，但这三种形状的电池，电压是相同的。在相同的体积下，大块的电池容量更大，多块小电池串联可以达到更高的电压。大小不同的电池可以通过不同的组合来满足不同车型的需要。

二、 換电站设置

换电站是全自动操作，当人们把车开进换电站时，换电站会自动判断车的型号，从信息库找到车底的电池组合顺序。随后，前方车道自动调整宽度，与此同时，司机通过车道旁的电脑，了解目前换电站拥有的电池，包括电池的品牌、年龄、行驶里程、电量、价格，从而选择合适的电池。将车开上车道，机械手换走车上的电池，再换上所选的电池。换下去的电池留在换电站充电，等待下一辆将要换电池的车。

三、 如何实现全自动操作

1. 换电站全部联网。换电站联网后，可获取最新的车辆信息。比如：一辆新电动车上市后，换电站会获取相应的电池排列组合信息，当这种新车来换电池时，换电站能准确识别车辆，查找电池组合方式，实现电池拆卸。其次，如果全自动操作出现故障，工作人员可以通过网络监控发现，并及时用人工操作的方式给车辆更换电池。

2. 换电站内部应有一套空间三维坐标。设置这套三维坐标的目的是让机械手记住拧螺丝的位置，装电池时就不用重新定位了，机械手可在三维坐标内自由活动。

3. 电池上有螺丝定位芯片。这可以保证电池在三维坐标内定位，再通过螺丝定位芯片判断螺丝位置，方便机械手找到螺丝。

四、 可能遇到的问题

1. 防水问题

（1） 车辆防水。电池可以更换，就意味着会有缝隙，虽然如今的电动车已经能在有积水的路面上行驶，但如果更换电池，就可能遇到漏电问题。

（2） 换电站防水。大雨天，水会不会灌入机械手的操作空间，湿漉漉的车是不是根本无法更换电池或更换过程中可能引发短路问题。

2. 车企不接受这种技术

如果现在推广更换电池的技术，就意味着车企要投入大量的资金来研发相应的底盘、行车电脑，但面对的却是一个不成熟、群众又可能不买账的技术。

3. 防盗问题

换电站的设备需要做好防盗措施。

4. 碰撞问题

电池不能受猛烈撞击，否则容易起火。

五、 推动电动汽车换电池技术发展的方式

1. 发展电动车赛事

在国际上，有世界电动方程式，它和世界一级方程式相比，没有加油这个环节。车如果没电了，就去维修站开车队的第二辆车。因为电动方程式的结构已定，在车辆结构上，不会有太大的改动，所以我认为可以在我国做一项自己的电动车赛事。发展电动车赛事，一定要用到换电技术，让这项技术在一次又一次的比赛中成熟。比赛的开展也会吸引赞助商，逐渐得到资金支持。因为比赛的安全性测试比其他测试多，这也能倒逼技术改进，提高安全系数。同时，还能提升全民对电动汽车的认可度。随着赛事的发展和知名度的提高，也能把换电池技术推广到全世界，统一标准。

2. 以租代买使用电池

价格问题，是购车者最关心的问题，目前电动车价格居高不下，主要原因是电池太贵。而如果进行电池更换，那就意味着新旧电池在性能上有很大的差距。如果用新电池换旧电池肯定行不通，所以可以把电池列为租赁物品，而不是出售。换上另一组电池时，之前租用的电池计费结束，新一组开始计费。电池在销售时不计价，这样能够有效降低电动汽车的销售价格。

租电池的价格取决于电池的品牌、容量、已使用时间、运行里程、总冲/放电电量。而电池内部应有记录以上信息的芯片，并且在换电站联网，让电池供应商判断是否该收回电池。

3. 充电与换电配合

在设立换电站的同时，也不能放弃对充电桩的建设，应该把二者结合起来，充分保障电动汽车充电和换电的方便与快捷。对于充电桩的建设，我认为不用设立专门的充电桩，可以充分利用停车场和停车位，做到停车就能充电。因此，在规划停车场和停车位时，应预留出充电桩的空间。

作者简介：

陈奕通，河北省保定市，河北省保定市清苑区清苑中学。