关于纯电动汽车更换电池运作模式探讨

【摘要】 汽车工业的发展促进了国民经济发展，提高了人们的生活质量，但随之带来的环境污染也已经到了不可忽视的地步。汽车采用先进的电控技术在一定程度上改善了尾气的排放，混合动力汽车更是向低污染排放迈进了一步，但这些仍然不能杜绝汽车尾气排放继续污染着我们的生活环境。直到纯电动汽车出现后，才真正有效控制了汽车尾气排放的污染，做到了零污染、零排放。但目前纯电动汽车的普及、推广存在许多困难，这导致纯电动汽车社会拥有量始终很低，特别是在家用轿车方面，普及速度非常缓慢。 　　影响纯电动汽车的推广使用的障碍有许多，其中主要有整车价格、电池更换费用高，还有充电时间太长及充电站点过少等后服务体系不完善，另外，动力电池发展技术还不是很成熟等，这些都是影响着人们使用纯电动汽车的积极性。
　　如何才能改变或减小上述存在的发展障碍？试想：如果能采用电池集中、统一管理使用，充电站电池充电改为直接更换已充满电的电池，这样就可以大幅改善目前的不利因素。这个方案思路是：车主买新车时只买裸车，电池为租用，平时到充电站充电改为直接更换相应电池，这样不但降低了新车购买成本，也极大提高纯电动车的使用方便性。当然，这里存在着很多的问题和不确定因素，有技术层面及政策层面的，还有商业利益等方面的内容，另外，在车辆保险和电池保险方面，也需要相应的配套政策，应该说这是一个巨大的工程，其涉及多项改革和产业链调整等，可行性有待考证，本文在此仅作为思路方面的探讨。
　　一、纯电动汽车目前发展最突出问题
　　（一）新车价格相对较高
　　相比同级别的车辆，纯电动汽车的价格通常要高三分之一左右，虽然有政府相应的补贴政策，仍然因性价比不高，影响了车主购新车时的选择。
　　（二）充电站点还不完善
　　充电站配套设施不完善，且充电时间过长，使得纯电动车的使用便捷性大大降低，影响了车主使用纯电动车的积极性。
　　（三）动力电池技术不成熟
　　动力电池技术还不够成熟，且价格较高。虽然目前电池的使用寿命通常在十年左右，但电池质保期过后如果出现问题，这将给车主带来较大的经济损失；另外，即使电池到了使用寿命，更换一次动力电池的费用也将接近一辆中档汽车的价格，这都是影响车主购买纯电动汽车的原因。
　　二、解决问题思路
　　（一）对于新车价格过高的问题，可以采取以下方式进行解决。车主购买纯电动汽车新车时，车主只是支付裸车价格（不含电池费用），而配套电池需签订相关租用合同后，并交首次使用电池的费用，即可领用新车电池一套，此电池的归属权为电池提供商，车主不得转让或人为破坏，否则负有相应赔偿责任，另外，电池回收、更新均由电池提供商完成。这样既降低了车主购买纯电动汽车的首付，也规范了电池回收环节。
　　（二）针对充电站点设施不完善、充电时间长等现状可以通过以下思路得以改善：
　　1.目前，充电站建设的条件中不但要有大容量电源，同时还要有一定面积的场地，这是因为车辆充电要占用车位，充电车辆越多，占用的面积就越大。如若改充电站为更换电池服务点，这样车辆停留在站点的时间缩短了，充电站的场所仅为电池充电间及车辆更换电池临时停靠车位，这样对场地要求便大大降低，也为城市或高速公路旁多建相应服务点提供了条件。
　　2.纯电动车的充电方面，理论上车主应该可以自己对电池进行充电，但现实中绝大多数车主并不具备自行充电的条件，这主要是受电池太重和所住楼层及小区环境等多项因素所限制。另外，即使采用慢充方式，用电功率也将达3千瓦或以上，考虑到民用电网的负载承受能力，如果纯电动汽车推广后，众多车主广泛自行充电，这对民用电网也存在一定的影响。
　　另一个方面，即使车主自己用配套充电器充电（限制充电电流，属于慢充），其时间较长，实用性也较差。以纯电动轿车为例，慢充时间会达到10小时或以上，客车或其它大容量电池，充电时间会更长；如果采用快充，轿车通常充满电池的时间一般在半小时左右，但这需要专业的充电设备，耗电量巨大，单点就达几十千瓦，民用电网根本无法承受。因此，纯电动汽车充电建议仍考虑以充电服务站为主。
　　3.充电服务站如采用更换电池方式后，客户等待时间将由原来半小时以上的充电时间，改为几分钟的更换电池时间，大大缩短了车主的等待时间，为车主节省了旅程时间。同时，充电站电池充电方式不一定采用快充方式，而是采用更高效、可靠的充电方式。合适的充电方式既能确保电池充满容量，也能确保电池使用安全和寿命。
　　但这里需要说明以下两点：
　　第一，所有投入纯电动车电池生产的企业，必须严格遵循国家或行业制定的相关政策，统一电池标准，并经过相关部门检验后方可进入纯电动车配套电池市场；
　　第二，各汽车制造厂、4S店及其他汽车后服务单位，必须严格遵守电池的使用标准，且不得私自配用未经行业认定的动力电池。电池供应商在国家相关部门及行业要求下，统一电池标准，同规格的电池应有统一的外尺寸、电压、容量及接头等，更换电池时，只要同规格电池均可更换使用。国家相关部门或相关行业可通过要求电池供应商在电池内安装智能管理芯片，内含管理芯片的电池才能与车辆防盗系统匹配使用，杜绝"非法"电池流入市场。电池内智能管理芯片可以含自检、自保及外设备对电池使用情况数据读取等功能，也便于电池更换站检测电池数据，及时掌握电池的工作状况。
　　三、纯电动汽车的日常使用方案
　　车辆在行驶途中，若发现电池电量不足，可以就近找到电池更换站，进行电池更换。所有电池更换服务站应有LED大屏以动态提示闲置可换电池数量，类似于停车场空余停车位。
　　由于所有电池归电池提供商所有，车主只是租用电池，电池使用的费用以固定"月租金"和"缺电换电池"时产生的费用相结合，即每次更换电池时应支付电池剩余电量与满电量的补差费用。
　　更换电池时，同样容量规格的电池可以通用更换，采用快接方式安装，换下的电池由充电站进行充电和检测，由于没有车主等待，充电方式可以采用合理的方式进行，充电时间不为考虑的重点。
　　更换电池方式在其形式上类似于家用更换煤气罐，电池提供商的资金收益类似用户购房贷款，商家以逐步方式收回成本，获取相应利益。
　　四、结语
　　目前，纯电动车的电池更换运作方式还没有哪个国家或地区在施行，在操作可行性上还有待进一步论证，但其在节能、减排政策以及减少机动车排放污染的努力方向是正确的，同时，当前环境污染现状也迫切要求我们尽快改变因机动车而带来的环境污染。