可更换的电动汽车电池能否取代充电站?

印度是少数几个考虑快速充电替代方案的国家之一。
A white car sitting in a parking space being charged from a pole with a cable.
以色列电池更换初创公司 Better Place 获得了数亿美元的融资,但于 2013 年破产。Peter Mulvany/News Øresund

在过去的一个月里,有两个国家朝着一项曾经是电动汽车制造业的“圣杯”的技术迈出了步伐:可更换电池。

充满烟雾和闪光灯的仪式 上,中国汽车制造商蔚来上个月在挪威开设了一个电动汽车电池更换站。据称,司机可以在几分钟内更换掉没电的电池。在下一年的预算演讲中,印度财政部长尼尔马拉·西塔拉曼(Nirmala Sitharaman) 根据路透社的报道,提出了一个模糊的承诺:“考虑到城市地区用于大规模建设充电站的空间限制,将出台一项电池更换政策。”

蔚来电池更换站的开业仪式。

理论上,这种方法可以绕过电池容量或速度方面任何突破的需要。司机不必等待给耗尽的电池充电,而是可以像相机或玩具一样对待汽车,在需要时更换电池。

但加州大学戴维斯分校插电式混合动力和电动汽车研究中心主任吉尔·塔尔(Gil Tal)表示,在实践中,电池更换是用另一个挑战取代了快速充电的挑战。“问题是,路上的每一辆车,你都有更多的电池在仓库里等待,”他说。一家公司可以通过更快地充电来减少它手头的电池数量——但这只会将快速充电的成本转移出去。

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目前,蔚来是乘用车电池更换网络的主要运营商。该公司 计划到 2022 年底建立 700 个更换站 ,并在新闻稿中表示,截至 2020 年中期已完成了 500,000 次更换。(作为规模参考,《南华早报》2017 年报道,中国有超过 3 亿辆汽车在路上。)

据该公司称,这些站点允许司机在大约三分钟内更换任何最新款蔚来电动汽车的电池。该公司计划今年 在挪威开设更多站点,在那里它也将电池订阅与汽车本身分开销售。

但由以色列初创公司 Better Place 牵头的最后一次大规模推广电池更换基础设施的努力,在获得超过 8 亿美元的融资并获得多个政府的税收补贴后,于 2013 年破产。当时,Better Place 的时任首席执行官埃文·索恩利(Evan Thornley) 认为该 业务的经济性仍然有意义,并且其失败主要是执行不力。

电池更换的一个关键挑战在于,它需要汽车公司和消费者的支持。“这就像告诉汽车制造商,你们都必须使用丰田发动机,”塔尔说。

当时,这家初创公司在经济上更有意义,因为 汽油价格高昂 ,促使购车者转向低排放汽车。与此同时,电动汽车的续航里程受到电池价格和技术的限制,而更换电池似乎是解决这些问题的合理方法。当价格再次下跌时,消费者就没有好处了。

与此同时,替代充电方案出现了。电动汽车电池变得更便宜,续航里程增加,汽车制造商开始设计能够支持快速充电的汽车,这可以在半小时内 增加数百英里的续航里程。2 月 11 日,拜登政府宣布了 一项 50 亿美元的电动汽车充电投资计划,该计划将优先考虑联邦高速公路沿线的快速充电站。

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特斯拉,全球最大的电动汽车销售商, 曾在 2013 年试验过电池更换站。随着他们在 2016 年推出了数千个新的超级充电站,该项目悄然关闭。而在 2021 年初 有报道声称该公司在中国投资了该技术 后,特斯拉否认了这些传言。据 上海新闻网站 Shine 报道,一位匿名的特斯拉官员称电池更换“问题重重,不适合大规模使用。”

电池更换在某些狭窄的情况下可能有用,例如由同一家公司拥有和运营的整个车队的车辆。“它可以在非常、非常看重时间的专用车队中使用,”塔尔说。“如果快速充电需要半个小时,而电池更换需要五分钟,那么你就能节省 25 分钟。”对于像联邦快递或亚马逊这样的送货公司来说,这 25 分钟可能值回投资备用电池的成本。

电池更换也可能适用于较小的车辆,例如电动自行车,它们通常已经配备了可拆卸电池。塔尔举了一个例子:一个人骑电动自行车去办公室,将耗尽的电池插上充电,然后换上昨天的电池回家。

例如,台湾 踏板车制造商 Gogoro 运营着一个电池站网络,并声称每天可进行 200,000 多次电池更换。

在印度,微出行公司似乎确实对此感兴趣。2021 年 12 月,印度 《商业标准报》 报道称,汽车制造商 Mahindra 已与石油公司 Reliance Industries 合作,为送餐车队开发电池更换技术。而摩托车公司 Hero MotoCorp 在 2021 年春季宣布,将与 Gogoro 合作开设一个更换站网络。

像许多绿色技术一样,电池更换在某些情况下会很有用,但它并不是万能药。

 

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Philip Kiefer

特约撰稿人

Philip Kiefer是《Popular Science》的特约撰稿人。他于2021年开始作为自由撰稿人加入科学部门,同年晚些时候正式成为团队一员。他曾报道过COVID变种的演变、食腐蜜蜂以及史前藻类爆发。


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