电动汽车换电模式是指通过集中型充电站对大量电池集中存储、集中充电、统一配送,并在电池配送站内对电动汽车进行电池更换服务或者集电池的充电、物流调配、以及换电服务于一体。
此模式可以省去车主大笔的购买电池的费用,并且可以解决充电时间过长的问题,但是电池重量极大必须使用机械,而且这对车辆制造有限制必须统一电池标准,并且需要政府大力扶持对基础设施建设要求高。
1、换电网络运营模式
换电网络集电池的充电、物流调配、以及换电服务于一体,这种一体化的运营结构将有利于电池企业的标准化生产,有利于能源供给企业的集约化管理,能够显著降低运营成本。
以国家电网公司颁布的《基于物联网的电动汽车智能充换电服务网络运行管理系统技术规范》为例,换电网络中包含集中型充电站、换电站、配送站等3 类,其中集中型充电站承担大规模的电池充电功能,满电池将被配送至具有小规模充电能力和换电池功能的换电站以及仅具备换电池功能的配送站,从而实现对用户的电池能量供应。图示意了换电网络基本运行结构,其中具有小规模充电能力的换电站因可分解为配送站和额外的电池供应量而未纳入其中。
2、换电网络管理系统
电动汽车换电网络管理系统可保证电动汽车运营高效有序,提升电动汽车能源供给网络的智能化水平,是电动汽车大规模推广的前提和保障。电动汽车示范运行期间,由于有较为固定的行驶路线,因此无须对换电网络进行控制也可保证车辆的正常运行。但当车辆大规模运行时,交通状况等原因会使得充电电池和换电车辆在换电网络中的分配具有较强的随机性,可能会造成一部分充电站及配送站较为拥挤,而另一部分充电站和配送站较为清闲。因此,有必要而且急需解决换电网络这样一个规模庞大、动态性高的分布式系统的优化控制问题。
如国家电网公司颁布的《基于物联网的电动汽车智能充换电服务网络运行管理系统技术规范》一样,上述几种系统均仅针对换电管理进行了功能性设计,却没有涉及有关运行阶段如何优化系统运行,因此还有待进一步研究。