美国公司研发新型电池交换系统，称能在5分钟内让汽车电池充满电

毫无悬念，目前给电动汽车充满电的主流方法是充电桩，但一些公司想到了另一种选择，他们认为这可能比目前最快的充电方式还要快，这种方法就是电池更换。

（来源：STEPHANIE ARNETT/MITTR | ENVATO）

近日，美国旧金山一家名为 Ample 的初创公司展示了其新的电池交换系统，据称该系统可以在五分钟内将耗尽的电动汽车电池更换为满电的电池。

Ample 不是唯一一个想到这种方法的公司，他们更换电池的目的是获得与去加油站类似的便利性和速度。换电技术的支持者表示，该技术可以更快地补充汽车的续航里程，从而有助于推动电动汽车的普及。

但一些专家持怀疑态度，他们认为电池交换是一种昂贵的解决方案，最多只能在未来的电动交通领域占据一个狭小的利基市场。

Ample 的换电站看起来就像是硅谷设计风格的洗车店，带有闪亮的白色圆角。Ample 的产品总监哈米德·施里克（Hamid Schricker）一边带我看视频，一边说：“我们的愿景是，提供一种像加油一样快捷、实惠、方便的体验。”

一个 Ample 换电站大约有两个停车位，并提供免下车服务。准备换电时，司机可以把车开到门口，大门会向上滑动，露出里面的平台。

司机按照换电站内屏幕上的指示开到指定位置后，点击手机应用程序上的按钮，就可以开始更换电池。车站的平台会将车辆及车上乘客升高几英尺，随后平台内部的机器开始工作，取出车辆中的旧电池并安装新电池。当电池更换完成后，平台会降低，司机就可以开着充好电的车上路。

耗尽的电池可以在几个小时内充满电，然后安装在另一辆车上。Ample 的联合创始人兼总裁约翰·德·索萨（John de Souza）说，虽然他们可以更快地给电池充电，但放慢速度有助于延迟电池老化。

换电的次数将受到电网连接的限制，因此一个 100 千瓦的换电站一天可以充电和交换 48 个电池，每个电池的容量为 50 千瓦时。

Ample 的第一代换电站安装在美国旧金山地区，共有十几个。该公司每天总共进行几百次换电，每次大约 10 分钟。

这家初创公司与优步（Uber）合作，旨在证明更换电池可以帮助网约车这样的高需求业务。但它最终的愿景是进入普通消费者市场，让通勤或自驾游的人可以为他们的电动汽车更换电池。

建造换电站比建造超级充电站更贵：Ample 公司拒绝透露计划在每个换电站上花费多少钱，只是说它们将比其他电池交换设施更便宜（这里所说的电池交换设施，其建造和安装成本可能高达 50 万美元）。

岔路口

Ample 并不是第一家研究换电的公司。特斯拉曾经探索了这一概念，并于 2013 年在 Model S 上展示了这项技术，但它最终放弃了这一计划，转而支持其超级充电网络。

Better Place 是最知名的电池交换企业之一。这家初创公司成立于 2007 年，与汽车制造商雷诺（Renault）合作，在以色列建立了一个由几十个换电站组成的网络。但在融资约 8.5 亿美元后，该公司未能获得更多汽车制造商和司机的支持，最终于 2013 年申请破产。

Better Place 破产的故事笼罩着今天的电池交换行业，但德·索萨表示，Ample 的方法解决了让之前的技术迭代陷入困境的问题。

对于像 Better Place 或 Ample 这样的第三方公司来说，要想取得进展，它必须找到一种与大部分电动汽车兼容的方法。但让汽车制造商在电池上达成一致是一个挑战：越来越多的公司为不同的车型选择不同的电池设计和化学成分。

Ample 的解决方案是模块化系统。这家初创公司计划将几个较小的电池组放入一个电池框架中，而不是一次取出整个电池并安装一个新的电池。德·索萨说，这降低了移动电池所需的机械成本，因为电池块更小了。

德·索萨说，最重要的是，模块化设计可以让汽车制造商更容易签约。Ample 的愿景是让汽车制造商在交付汽车时，给电池留出一个空位。然后，Ample 可以为特定的车辆建立一个“包装盒”，并在其中插入尽可能多的模块。

德·索萨说，模块的数量可以根据车辆的大小（一辆紧凑型汽车的数量将少于一辆大型 SUV）和驾驶员的需求进行定制——有些人可能在日常驾驶时只安装几个模块，但在长途旅行时就会装载更多。

到目前为止，Ample 的换电站可以与安装该公司特殊电池的两款车型兼容：Nissan Leaf 和 Kia Niro 。

根据德·索萨的说法，该系统适用于 13 种车型，但尚未宣布其他汽车制造商合作伙伴。

一些专家怀疑，即使经过了改良，这种电池更换方案是否可行仍然存疑。美国卡内基梅隆大学工程和公共政策教授杰里米·米哈莱克（Jeremy Michalek）说：“我认为电池交换不太可能成为我们管理普通车辆电池的主要方式。”

如今，路上行驶的每一款电动汽车都有不同的电池设计、形状和化学成分。更换电池需要标准化，即使模块化方案可以提供一些定制，最大的限制仍然是汽车制造商。他说：“在不同的车辆上安装相同尺寸的模块是非常困难的。”

坐在驾驶座上

虽然像 Ample 这样的第三方公司正致力于创建一个标准化的换电生态系统，但一些汽车制造商正在建立自己的基础设施，使他们能够更好地控制细节。

在中国，蔚来汽车已经确立了自己在电池更换领域的主要地位。这家汽车制造商已经部署了大约 1400 个商用电池交换站。尽管该公司已经开始将业务扩展到挪威和荷兰等欧洲国家，但重心仍在中国。

蔚来汽车负责电源管理的高级副总裁沈斐说，对客户来说主要的卖点是方便。他说：“如果我们更换电池，所耗的时间几乎等同于加油。”

蔚来的换电站可以将电池整体移动。该公司提供三种不同容量的电池选择，每一种都适用于其生产的所有车辆。

蔚来车主可以选择不更换电池——他们可以选择在蔚来汽车建造的快速充电站充电——但换电是个选择，人们也乐意使用它，沈斐说。

该公司的数据显示，大约有 30 万辆蔚来汽车在路上行驶，约 60% 的司机使用过换电站。总的来说，该公司的换电站已经进行了 2000 万次电池更换，其最新的换电站每天可以进行 400 次换电。

蔚来并不是唯一一家在中国寻求更换电池的公司。有媒体预测到 2025 年，包括蔚来汽车在内的六家中国公司计划在中国安装 2.6 万个电池更换站。

踩刹车

美国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）说，这些努力可能会在高端市场取得成功，但像蔚来这样的公司不太可能为绝大多数司机提供服务。“我认为这是一个非常昂贵的解决方案，”他说。

电池更换公司不仅需要建造昂贵的换电站（根据一些早期的估算，其运行成本大约是同等快速充电站的两倍），而且还需要维护相关的复杂机器。“管理这么多的换电站是非常困难的，所有的换电站都必须有很高的可靠性，”沈斐说。

蔚来汽车和其他一些电池交换公司计划向客户收取月费。在挪威，蔚来汽车最低容量电池的更换价格约为每月 135 美元（完全拥有电池的成本约为 8,500 美元）。

换电池节省的边际时间可能不值得额外的开销和麻烦。“大多数电动汽车司机的行驶里程不会超过汽车的行驶里程，”塔尔说。他补充说，对于少数这样做的人来说，在快速充电器前停留 15 到 20 分钟也不是一个大问题。

快速充电桩一直在变得越来越快，特斯拉的超级充电网络今天提供高达 250 千瓦的充电功率，足以在 15 分钟内增加大约 200 英里的续航里程。还有的快速充电桩可以达到 350 千瓦。

换电公司或许能够在人们愿意为速度支付溢价的地方部署电池交换站，比如豪华汽车、货运卡车或出租车车队。在少数情况下，人们可能不愿意在快速充电站停车（没有时间或没有位置），换电站在这种情况下是有用的。但至少目前来说，快速充电站还足够胜任绝大多数情况。

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