電池交換是一項新技術(shù)，可為電動汽車提供超快速充電。Ample 是一家與 Uber 合作的加州初創(chuàng)公司，其項目涉及使用超快速全自動電池更換站，該站具有用于高容量電池的“更換”系統(tǒng)。

在接受《電力電子新聞》采訪時，Ample 聯(lián)合創(chuàng)始人 Khaled Hassounah 和 John de Souza 強(qiáng)調(diào)，這項技術(shù)是一種樂高式電池交換系統(tǒng)，允許駕駛員停車、充電和行駛?！白羁岬牟糠种荚谠诓坏?10 分鐘的時間內(nèi)為任何汽車制造商的任何電動汽車充電，”發(fā)言人說。該公司已經(jīng)籌集了 7000 萬美元的資金，由 Shell Ventures 領(lǐng)投，Repsol Energy Ventures 和 Eneos Innovation Partners 等也加入了。

使用計算機(jī)視覺和無線通信的組合，Ample 站可以識別要更換的每個電池模塊的確切位置。一旦從汽車中取出放電的電池模塊，它們就會被放置在架子上，這樣它們就可以充電并為下一輛車做好準(zhǔn)備。

電池更換

在接下來的幾年里，預(yù)計會有許多電動汽車上路，但一個核心挑戰(zhàn)是創(chuàng)建充電基礎(chǔ)設(shè)施，讓充電基礎(chǔ)設(shè)施變得簡單、便宜，并且像擁有一輛燃?xì)鈩恿ζ囈粯尤菀撰@得。延長充電時間是電動汽車普及的主要挑戰(zhàn)之一。今天，為汽車充電需要更長的時間——從 30 分鐘到幾個小時——而不是加油，加油只需幾分鐘。Ample 的項目以及其他致力于類似解決方案的公司的項目最終可以縮小這一差距。

電動汽車中的鋰電池仍然需要一定的時間來充電，這取決于電池的容量或可用的充電基礎(chǔ)設(shè)施，無論我們是交流充電還是直流充電。為了更快地充電，可以隨時更換電池，這一操作所需的時間要少得多，但要執(zhí)行這種“電池更換”操作，汽車上的電池外殼必須以特殊方式設(shè)計。

電池更換是一種技術(shù)，包括將已放電的電動汽車電池更換為已充電的電池。這將取代充電，從而消除長時間的加油——零排放車輛的主要限制之一。這項技術(shù)必須在特定的站點(diǎn)并使用正確的技術(shù)進(jìn)行。

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除了顯著減少電動汽車?yán)m(xù)駛里程所需的時間外，電池更換還消除了與電池在失去存儲電流能力（即所謂的生命周期）之前可以承受的充電循環(huán)次數(shù)相關(guān)的問題。消費(fèi)者無需擔(dān)心回收這些電池組，回收將在 OEM 公司或管理交換網(wǎng)絡(luò)的車站運(yùn)營商處完成，而不是去垃圾填埋場。該解決方案的另一個優(yōu)勢可以在中長期內(nèi)實現(xiàn)，即當(dāng)現(xiàn)有電池過時或過時時更新電池技術(shù)的可能性。

豐富的技術(shù)

Ample 的技術(shù)有兩個主要組成部分：

一個完全自主的更換站，可從汽車中取出電量耗盡的電池模塊，并用充滿電的電池模塊替換它們。然后將耗盡的電池模塊放在架子上進(jìn)行充電。

一種模塊化電池架構(gòu)，允許任何電動汽車使用 Ample 的充電站。電池由類似樂高積木的模塊制成，可以容納任何大小或型號的車輛。交換時間不到 10 分鐘。

Ample 已開發(fā)出完全自主和自動化的系統(tǒng)，無需乘客下車即可更換組件。該系統(tǒng)已經(jīng)能夠處理“眾多汽車”的電池組。

“目標(biāo)是對整個脫碳和減少溫室氣體產(chǎn)生影響。自然起點(diǎn)是運(yùn)輸，這是主要原因之一。正在發(fā)生巨大的轉(zhuǎn)變。我們正在從非綠色能源轉(zhuǎn)向電動汽車。我們很快意識到，如果你想產(chǎn)生巨大的影響，你至少需要在市場上投放 10 億輛電動汽車。而且問題不在于車。這是基礎(chǔ)設(shè)施：當(dāng)你有很多車時，你如何為所有這些車充電？我們啟動背后的想法是更換電池。我們想要一種快速、方便且便宜的解決方案。我們希望它通過任何原始設(shè)備制造商在不同類型的汽車上運(yùn)行。我們希望它能夠快速部署且價格合理，”發(fā)言人說。

今天最大的挑戰(zhàn)是在最短的時間內(nèi)給電池充電。為電網(wǎng)提供高能量需要重新考慮能量在電網(wǎng)中的分配方式。也就是說，我們需要一個知道如何引導(dǎo)能源的智能電網(wǎng)。但同時，必須對電網(wǎng)中可能同時出現(xiàn)的所有峰值進(jìn)行補(bǔ)償。“尤其是能源所在的地方，因為您的電網(wǎng)可以隨心所欲。歸根結(jié)底，如果每個人都同時需要能源，您就需要提供能源。對風(fēng)能或太陽能等依賴可再生能源的最大挑戰(zhàn)是完全控制發(fā)電量，”發(fā)言人說。

Ample 在實踐中的想法是提供一個快速充電的電池以供更換，然后提供一個緩慢的充電，同時保證電池在另一輛電動汽車中的安全使用。事實上，Ample 的解決方案將向電動汽車提供能量與電池的實際充電分開，從而可以更簡化地接入電網(wǎng)。它還使轉(zhuǎn)向可再生能源成為可能，因為現(xiàn)在可以在這些形式可用時進(jìn)行充電。“通過這種方式，我們可以選擇一天中的特定時間為電池充電，從而更好地為網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)，”發(fā)言人說。

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如前所述，Ample EV 電池由電池模塊組成，可以適應(yīng)任何品牌、設(shè)計、型號或駕駛情況——從通勤到拼車、市政和企業(yè)車隊到最后一英里交付，甚至自動駕駛。充足的車站不需要建設(shè)。該站占地面積小，相當(dāng)于兩個停車位，建在地面上，可以使用存儲在為電池供電的站中的風(fēng)能和太陽能等可再生能源。站點(diǎn)可以放置在任何需要的地方；在加油站、雜貨店或路邊。

“我們的優(yōu)勢在于我們可以非常快速地以低成本創(chuàng)建基礎(chǔ)設(shè)施。今天，如果您制造慢速充電器，您會增加成本，但會縮短充電時間。如果您制造快速充電器，它們將非常昂貴并且您將失去市場。我們可以通過滿足時間和持續(xù)時間要求來改變電池的大小。因此，如果您每天行駛的里程數(shù)較少，則不需要 200 英里的電池，您可以在汽車中安裝較小的電池，因為我們放置的模塊較少。后來，如果有一天這輛車需要走得更遠(yuǎn)，我們會放更多的模塊，這樣我們就可以動態(tài)改變電池的尺寸，從而降低成本，”發(fā)言人說。

他們補(bǔ)充說：“我們的電池在某種意義上是智能的，當(dāng)你把它們放在汽車?yán)飼r，它們確切地知道它們在哪輛車?yán)?，并調(diào)整電壓水平以匹配汽車期望看到的?！?/p>

對于關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用，我們需要 100% 確定我們知道有線傳感器電壓。“例如，我們的汽車連接的方式是完全無線的，這也是我們?nèi)绾螀f(xié)調(diào)機(jī)器人移動的位置、板子解鎖等的方式，而且還可以在更換吊艙時將電池狀態(tài)導(dǎo)入吊艙，做所有的安全監(jiān)控等。所有這些都是無線的。因此，我們試圖在有線和無線之間找到正確的中間立場，從某種意義上說，我們在獲得巨大優(yōu)勢的地方進(jìn)行無線，而在對任務(wù)非常關(guān)鍵的地方進(jìn)行有線，”發(fā)言人說。

Ample 認(rèn)為交換將受到車隊經(jīng)理、送貨、服務(wù)和出租車司機(jī)的歡迎。他們每天行駛數(shù)百英里，不想因為每次都快速充電而耗盡電池。聯(lián)合創(chuàng)始人還表示，交換應(yīng)該允許使用過的電動汽車?yán)^續(xù)在路上行駛，性能更佳，運(yùn)行時間更長，而不是變成電子垃圾。

Ample 現(xiàn)在在舊金山灣區(qū)運(yùn)營著五個專門為優(yōu)步司機(jī)服務(wù)的電池更換站。使用受支持電動汽車的參與司機(jī)可以在 10 分鐘內(nèi)將電量耗盡的電池更換為充滿電的電池。目前，這些車站每天最多可容納 90 輛汽車?！　?/p>