隨著新能源汽車作為國家戰略性新興產業，對于推動綠色發展、實現“雙碳”目標具有重要意義。然而，續航里程焦慮一直是制約新能源汽車發展的一個重要因素。傳統的充電模式不僅充電時間長，而且在充電站的建設上也存在諸多局限性。此時，“車電分離”的換電模式應運而生，兼具了儲能、補能和共享經濟的特征的換電模式，為解決這一問題提供了新的思路。

換電模式是一種新能源汽車快速補電方式，采用更換電池的方式快速為新能源汽車補電，新能源汽車換電模式集電池充電、物流調配和換電功能于一體。常見的換電方式包括：底盤垂直、底盤側方、分箱換電三種方式，其中，底盤換電為主流。

那么，到底什么是“底盤換電”呢？對此，充換電頭條（微信公眾號：chd2005s）對底盤換電的定義、組成、應用場景等進行了梳理和總結。

底盤換電是什么？

底盤垂直換電方式，也叫垂直對插式換電。

圖片來源：奧動新能源

底盤換電是指從底盤下部拆下原有電池包并更換新電池包的方式，電池組通常安裝在車輛底盤，電池隱蔽性較好，安全性較高，該方案主要應用在轎車、SUV、MPV及輕型物流車領域，目前主要是北汽、蔚來汽車、特斯拉等采用。此種方案易實現，更換電池用時較短，自動化程度高，但需要新建固定換電站，新增換電設備，現有換電投入較高。

底盤換電工作原理

底盤換電?的工作原理是將車輛駛入換電站，通過自動化設備將車輛底盤的電池取出，并更換為充滿電的電池。這種換電方式主要應用在轎車、SUV、MPV及輕型物流車領域，目前主要是北汽、蔚來汽車、特斯拉等采用?。

底盤換電的工作原理主要涉及到以下幾個步驟：

1、電池包的拆卸與安裝：底盤換電方案中，電池包通常扁平布置在車輛的底盤上。換電時，電池包與換電框架作為一個整體進行拆裝。這種設計基本上不占用乘坐空間，也不影響后備箱空間和整車高度。

2、鎖止機構的操作：換電時，首先通過機械手將電池包整體托舉到位，然后鎖止機構進行操作，與底盤上的定位結合，卡位并擰緊。這一過程可以通過旋轉擰緊/松或前后平移實現。

圖片來源：蔚來

3、電氣連接：完成物理連接后，還需要進行電氣連接，確保電池包與車輛系統的電力連接。這包括直流-直流變換電路和交流-直流變換電路的使用，以確保電力的順暢傳輸。

4、底盤換電方案的優點是自動化程度高，換電速度快，通常整個流程僅需3-5分鐘左右，大大提高車輛的使用率。此外，這種換電模式不占用車輛使用空間，不影響整車造型，是目前可行性較高的方案。

底盤換電的組成

底盤換電系統主要由以下幾個部分組成?：

1?、換電設備?：包括換電平臺、舉升機構、解鎖裝置等。這些設備負責將車輛提升到換電位置，并通過解鎖裝置松開電池與車底盤的連接?。

?2、電池模塊?：電池模塊是底盤換電的核心部分，通常采用標準化和模塊化的設計，便于快速更換。電池模塊的設計應考慮到電池容量、電壓、重量和尺寸等因素，并與底盤相匹配?。

圖片來源：時代騏驥，騏驥換電一站式解決方案

?3、換電站?：換電站是進行電池更換的場所，設有專門的設備和區域進行電池更換工作。換電站還需要建立相應的管理系統，對電池進行標準化管理和監控?。

4?、運動控制系統?：在換電過程中，運動控制系統的預維護至關重要。通過監控各電機在各工藝段動態的位置、速度、力矩和電流等參數，可以實現換電系統的預維護，確保換電過程的順利進行?。

5、?標準化和模塊化設計?：底盤換電技術強調電池模塊的標準化和通用性，以便在不同的電動車輛上進行快速更換。這包括電池容量、電壓、重量和尺寸的標準化設計?。

底盤換電的應用場景

?底盤換電主要的應用場景包括以下幾個方面：

私家車和出租車：底盤換電可以快速恢復車輛的行駛能力，非常適合需要頻繁短途行駛的車輛，如城市出租車。這種換電模式能夠顯著提高車輛的使用效率，減少等待充電的時間。

公交車和公共交通：對于公交系統來說，底盤換電可以大大減少車輛在站點的停留時間，提高公交車輛的運行效率，從而增加公交服務的容量和效率。

圖片來源：中國充電聯盟，蔚來私人乘用車-底盤換電

短途重卡：底盤換電技術特別適用于短途運輸的重卡車輛。由于重卡的電池容量大，傳統的充電方式可能耗時過長，而底盤換電可以在很短時間內完成電池的更換，顯著提高運輸效率。

商業運營車：如物流車和快遞車，這些車輛需要頻繁往返于起點和終點之間。底盤換電可以快速更換電池，使車輛在不耽誤運營的情況下持續工作。

底盤換電的應用不僅提高了車輛的使用效率，還有助于減少對傳統充電樁的依賴，加快充電基礎設施的建設步伐，進一步推動電動汽車的普及和應用。

底盤換電的技術要求

底盤換電作為一種主要的新能源汽車電池更換方式，其技術要求涉及多個方面，包括換電設備的設計、換電操作流程的優化以及換電站的建設等。以下是底盤換電的一些關鍵技術要求：

1、電池包設計：

電池包需要設計成可以快速拆卸和安裝，以便于自動化設備進行操作，減少人工操作時間和安全隱患。電池包與底盤的連接設計需要確保穩固，同時便于快速拆裝。例如，可以采用卡托式的安裝裝置，通過鎖鉤和電池包上的鎖板連接，確保電池包的穩固。

2、換電小車設計：

換電小車需要設計成可以便捷地進入車底，托住或取出電池包，同時確保電池包的安全轉移。小車的設計應簡單，操作方便，體積小，可升降。

3、換電流程：

換電流程需要設計成自動化和高效應，以減少換電時間和提高換電效率。例如，可以采用微型AGV自動換電站，實現快速換電。

圖片來源：中國充電聯盟，北汽出租車-底盤換電

換電過程中，需要確保電池包的連接器和水管接頭等部件能夠自動插接，減少手動操作。

4、車身底部設計：

車身底部需要進行適應性設計，新增必要的結構如方管及鈑金件，以支持電池包的穩固安裝。

5、安全性和可靠性：

換電設備的操作需要確保安全性和可靠性，避免在換電過程中對車輛或電池包造成損害。換電設備的設計和操作需要符合相關的安全標準和法規要求。這些技術要求的實現，可以提高底盤換電的效率和安全性，促進新能源汽車的電池更換模式的廣泛應用。

底盤換電的優勢

底盤換電的優勢主要體現在以下幾個方面：

提高安全性：

底盤換電通過將電池組放置在車輛底盤，使得車輛的重心更低，從而在駕駛時更加平穩，顯著提升安全性。特別是在發生碰撞的情況下，由于駕駛室后部留有充足的后移空間，可以有效降低駕駛員的傷亡幾率。

延長續航里程：

底盤換電允許配置更大電量的電池，這對于純電動重卡尤其重要，因為它們不需要配備變速箱、油箱、尿素罐等，從而節省了底盤空間。這種配置方式能顯著提升換電重卡車輛的續航里程，使其更適合應用于高速干線物流運輸等場景。

圖片來源：時代騏驥，換電重卡

技術前瞻性：

底置式換電技術為將來無人駕駛重卡的落地應用提供了前期技術準備和鋪墊，預示著該技術在自動駕駛領域的發展潛力。

外觀美觀性：

底置換電重卡的外表整體看起來更協調、更美觀，這對于提升車輛的市場接受度和用戶滿意度具有積極作用。

綜上所述，底盤換電技術不僅提高了電動車輛的性能和安全性，還為未來的技術發展和市場需求提供了支持。

底盤換電面臨的挑戰

底盤換電作為一種新能源汽車的補電模式，雖然具有快速、高效等優點，但在實際應用中仍面臨一些挑戰：

1?、技術標準不統一?：目前，不同車企和運營商在換電技術標準上存在差異，這導致換電站的兼容性差，用戶需要適應不同的換電系統，增加了使用成本和不便?。?

2、投資回報問題?：換電站的建設和維護需要大量資金投入，而換電模式的普及程度和用戶接受度尚不確定，這使得投資回報周期較長，增加了運營商的風險?。

3?、基礎設施建設?：換電站的建設需要占用土地資源，并且需要與電網等基礎設施進行連接，這增加了建設和運營的復雜性?。

圖片來源：時代騏驥，QIJI騏驥·重卡換電站

?4、用戶習慣和接受度?：雖然換電模式在某些場景下具有優勢，但用戶習慣和接受度仍然是影響其推廣的重要因素。許多用戶可能更傾向于傳統的充電方式?。

5?、電池管理和維護?：電池的統一管理和維護是一個復雜的問題，需要專業的技術和設備支持，以確保電池的安全和高效使用?。

?6、技術和設備成本?：底置換電技術雖然提高了續航里程和安全性，但其技術和設備的成本較高，可能會影響其市場推廣?。

?7、長途運輸場景的適應性?：底置換電重卡雖然適合長途運輸，但其普及程度和適應性仍需進一步驗證?。綜上所述，底盤換電雖然具有廣闊的應用前景，但在實際應用中仍需解決標準化、資金投入、電池資產管理、盈利模式以及技術和基礎設施配套等多方面的挑戰。

底盤換電未來發展趨勢

?底盤換電在未來發展趨勢中具有顯著的優勢和潛力。?首先，?底盤換電技術能夠顯著提升運輸效率?。通過更換電池的方式，車輛可以在幾分鐘內完成補能，相比傳統的充電方式，大大縮短了充電時間，從而提升了運輸效率。這對于物流行業尤其重要，能夠顯著降低運營成本?。

圖片來源：蔚來官網

其次，?底盤換電技術能夠提升車輛的安全性和續航里程?。將電池組放置在底盤位置，可以降低車輛重心，提高行駛穩定性。此外，純電動車型不需要配備變速箱、油箱等部件，底盤空間可以最大化利用，進一步提升續航里程?。

此外，?底盤換電技術在不同車型中的應用已經取得了一定的成果?。例如，北汽、蔚來汽車、特斯拉等已經在轎車、SUV、MPV及輕型物流車領域應用了底盤換電技術，并取得了良好的效果?。

底盤換電相關企業

1、寧德時代

寧德時代推出了自主研發的一站式重卡底盤換電方案——“騏驥換電”。該方案能在幾分鐘內完成電池模組的更換，補能速度可與加油相媲美，支持多種車型和品牌的重卡，實現了高效率的換電服務。騏驥換電系統由騏驥換電塊、騏驥換電站及騏驥云平臺組成，共同協作形成全方位的換電解決方案?。

2、協鑫能科

換電是與充電并行的補能方式，協鑫打造源網荷儲一體化的零碳交通解決方案，研發共享電池包、電港等產品及技術，服務電動出行生態。相比充電，換電模式可實現極速補能，瞬間解決新能源車主的里程焦慮。

3、北汽新能源

藍谷智慧（北京）能源科技有限公司是北汽集團旗下唯一從事換電及動力電池梯次利用業務的國家級高新技術企業，也是北京市首家獲得動力蓄電池梯次利用資質的企業。自2016年成立以來，該公司先后掌握了智能換電、能源集成、電池評估和梯次利用等領域關鍵技術，并獲得了300多項相應知識產權，核心專利布局263項、已授權專利94項，業務覆蓋智能換電站的研發制造與建設運營和動力蓄電池梯次利用的溯源生產與租售運營。截至2021年11月，累計換電站建設已達277座。

4、蔚來

NIO Power 是基于移動互聯網的加電解決方案，擁有廣泛布局的充換電設施網絡，依托蔚來云技術，搭建了“可充可換可升級”的能源服務體系，為車主提供全場景化的加電服務。蔚來換電站：換電僅需三分鐘，全程自動，無需下車，比加油更方便。每次換電都會進行自檢，確保整車和電池始終處于最佳狀態。

5、奧動新能源

奧動新能源汽車科技有限公司，全球換電模式開創與引領者。從2000年起，上海電巴（奧動新能源集團全資子公司）開始探索換電。奧動致力成為全球領先的智慧能源服務平臺。奧動獨有的底盤卡扣式換電技術，承載鎖止與功能分離二元結構，具有高可靠性、極速、共享特點，技術開發已覆蓋乘用車、微面、輕卡、重卡、大巴等車型。在商業模式方面，奧動已形成換電核心技術研發、換電站商業化運營、電池金融、電池全生命周期管理、換儲充一體、電力交易、碳交易等多位一體的換電商業閉環。面向未來，奧動規劃在全國投運超過10000座換電站，為1000萬輛以上新能源汽車提供換電服務，為城市建設高效分布式儲能網絡，以換電對“雙碳”戰略實現最佳響應。

寫在最后

底盤換電技術在快速補能、降低成本方面具有顯著優勢，但其標準化問題和技術復雜性仍需克服。隨著政策支持和市場需求的增長，底盤換電有望在未來得到更廣泛的應用和發展。

內容資料參考來源：云想電驅動、

富泰捷檢測創新中心、

東風商用車有限公司技術中心等綜合整理