车辆工程技术
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车辆技术
0 引言
据数据调查显示，2019年，新能源重型商用车市场销量同比增长665.35%，这表示纯电动重型商用车市场的前景广阔，市场潜力巨大。进入2020年，一汽、比亚迪、东风等企业紧盯纯电动重型商用车市场，陆续推出纯电动重型商用车新产品，抢占市场机遇。然而，由于纯电动重型商用车充电时长在2小时以上，加之受车身、续航里程等原因影响，一直制约着纯电动重型商用车的普及应用。如何解决电能问题，更新电池的快换技术，支持纯电动重型商用车换电模式，提高其运行效率是摆在企业面前的一道难题。
重型汽车1 国外换电模式发展的历程
电动重型商用车换电模式的竞争最早起源于国外，由于燃油价格不断攀升，欧美等国家运输工业的绿浪潮席卷而来，沃尔沃、奔驰、曼恩、斯堪尼亚等车企巨头纷纷迎合这一趋势，推出了自家的纯电动重型商用车。但是由于换电站运营效率低、购置成本高、电池性能不良等问题，严重制约着纯电动重型商用车的发展，如何解决换电的技术难题，制定统一的换电技术标准成为当务之急。以列Better Place 作为世
界知名的电动汽车运营商，其业务主要在以列和丹麦，为电动汽车提供最好的换电模式，该公司最先进的技术通过机械手可在5分钟内完成换电业务，但由于其运营成本高昂、车企不支持等天生缺陷，Better Place 最终走向了破产。所以说，纯电动重型商用车换电方
案模式的选择未来还有很长的路要探索。
图1 Better Place 换电站
2 换电模式方案存在的问题
2.1 换电站建设问题
换电站建设是电动重型商用车发展的重要制约因素，其解决的方案主要有三种。第一种是电动重型商用车企业自行建设换电站，负责换电站的日常运营，其弊端是换电站和车辆匹配的核心技术在汽车的生产商。虽然汽车生产企业懂得生产，但是运营换电站相对薄弱，需要投入大量的人力物力。第二种方案是引入第三方公司进行换电站建设，不但能够掌握运营的规则，节省汽车生产企业的运营成本，而且还保障了换电站的正常运营，解决汽车换电标准不同的难题。第三种方案是客户负责换电站的建设，此方案虽然将利润掌握在客户自身，但是由于前期换电站建设没有利润可言，而且建设的成本相对较高，缺乏核心技术的研发费用支持，实施起来具有一定难度。
2.2 换电方式问题
目前，主要有三种换电方式。第一种是最简单的换电方式，通过简单的机械手进行操作，人工定位手动换电，这也是当前市场中最为广泛使用的换电方式，这种方式换电效率较低。第二种是半自动化的换电方式。这种方式自动化程度较高，在五分钟内可以实现半自动换电，其精准度大幅度提高，可以智能识别换电操作的机械手。第三种是全自动化换电方式。车辆进入换电站后，可实现自动驾驶，完成精准的定位，实现自动换电。2.3 技术归属问题
第一种方案汽车制造商拥有换电技术的使用权，建设并运营换电站，不对其他车辆释放技术，其他车辆很难进入到换电站，由此形成寡头垄断的局面，弊端是换电站的利用率和使用效率大幅度下降，势必
影响换电技术的应用和推广。第二种方案是汽车厂商没有掌握换电站的核心技术，需要第三方平台来建设换电站，换电站的技术标准与车辆的运行标准相匹配。
3 重型商用车换电方案研究
目前看，我国电动重型商用车换电推广的企业主要是由国家电力投资集团有限公司来承担，该公司是由中国电力投资集团公司与国家核电技术公司合并重新组建的大型国有企业，具有相当雄厚的资金实力，作为换电运营公司，同时也是动力汽车厂商的客户，是换电技术标准的制定者，为电动重型商用车提供专门的换电方案。该方案将电池箱安置在电动重型商用车驾驶的后方，通过锁止机构将两者相连在一起，实现汽车运行过程中的稳定，达到牢固固定的效果。换电的过程中，电动重型商用车司机停靠在有效的换电范围之内，系统根据指令打开锁止机构，将电池箱通过吊架移动到车辆位置，通过车辆电池底座和电池箱之间的连接实现精准定位，然后达到电池箱和电动重型商用车的闭合锁止，最终完成整个的换电过程。该方案具有换电快、延长电池寿命的优点，提高了电池的综合使用效率，降低了电池的整体使用成本，为进一步调整物流运输结构，构建高效、绿、环保的物流运输体系做出了积极的贡献。
总而言之，纯电动重型商务车的发展已经成为必然趋势，必须要寻有效的换电方案，攻克换电技术的难题，解决换电站市场占有率低的问题，分摊换电站的运营成本和维护成本，加速和推广重型商务汽车的应用。
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电动重型商用车电池换电方案研究
路伟康，李 波，陈 庚
（河南锂想动力科技有限公司，河南 新乡 453000）
摘 要：纯电动重型商用车市场潜力巨大，然而在发展的过程中，重型商用车的电能补充始终是制约其
发展的重要瓶颈问题。本文通过分析国内外换电方案，分析其利害关系，提出重型商用车电池系统的换电方案。关键词：重型商用车；快换技术；换电方案
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