Die Debatte über das Laden von Elektrofahrzeugen und den Batteriewechsel scheint etwas zu früh beendet zu sein

Bei der Stromversorgung von Elektrofahrzeugen herrscht seit jeher ein Streit um das Laden und den Batteriewechsel, wobei sich die Ladeart bereits vor einigen Jahren deutlich durchgesetzt hat. Auch heute noch dominiert der Lademodus den Markt. BYD und die meisten anderen Unternehmen haben sich für den Lademodus entschieden, um ihr reines Elektrofahrzeuggeschäft auszubauen. Obwohl der Batteriewechselmodus mit Nachteilen verbunden ist, sind einige Unternehmen immer noch nicht bereit, darauf zu verzichten. Ich befürchte, dass dieser PK-Wettbewerb in die Verlängerung gehen muss …

Better Place endet mit einem traurigen Blick

Better Place, ein israelisches Elektroautounternehmen, ist das erste, das ein Geschäftsmodell für den reinen Austausch von Batterien für Elektrofahrzeuge entwickelt hat. Sein neues Batteriewechselmodell durchbricht die Engpasskonzepte von Elektrofahrzeugen wie „teuer“, „begrenzte Batterielebensdauer“ und „Reichweitenangst“. In seiner Anfangszeit erhielt das Unternehmen Unterstützung von Renault, doch aufgrund enormer Baukosten und strategischer Fehler bei der Umsetzung gab Better Place am 26. Mai 2013 bekannt, dass es beim Gericht einen Antrag auf Eröffnung eines Insolvenzverfahrens gestellt habe. Auf seinem offiziellen Weibo in China schrieb das Unternehmen: „Heute ist ein sehr trauriger und schwieriger Tag für uns alle – das Better-Team (Heute ist ein trauriger und schwieriger Tag für das Better-Place-Team)“, gefolgt von einem traurigen Gesichtsausdruck.

Durch die Insolvenz von Better Place wurde das Batteriewechselmodell als „kompletter Fehlschlag“ bezeichnet und auch verschiedene Medien sind sich einig, dass der Kampf um das Laden und Wechseln von Batterien für reine Elektrofahrzeuge offiziell beendet ist.

Das Batteriewechselmodell wird erneut aufgegriffen

Obwohl das kommerzielle Batteriewechselmodell, das vom israelischen Unternehmen für Fahrzeuge mit alternativer Energie Better Place und dem amerikanischen Hersteller alternativer Energie Tesla im Bereich der Privatwagen gefördert wird, auf halbem Weg scheiterte, haben Fachleute die Erforschung des Batteriewechselmodells nie aufgegeben.

Am 12. Juli 2016 wurde der internationale IEC-Standard „Batteriewechselsystem für Elektrofahrzeuge, Teil 1, Allgemeines und Richtlinien“ (IEC TS 62840-1), der von China vorgeschlagen und von mehr als 10 Ländern, darunter den USA, Deutschland und Frankreich, gemeinsam formuliert wurde, offiziell veröffentlicht.

Beim diesjährigen „2016 China Electric Vehicle Charging and Swapping Service Innovation Summit Forum“ wurde das Batteriewechselmodell, das im jahrelangen Wettbewerb um „Laden und Wechseln“ scheinbar in Vergessenheit geraten war, wieder aufgegriffen. Ziel des Forums ist es, innovative Änderungen im Geschäftsmodell von Lade- und Tauschdiensten für Elektrofahrzeuge zu erkunden.

Warum es noch einmal zur Sprache bringen?

Unter den inländischen Unternehmen, die derzeit reine Elektrofahrzeuge produzieren, haben sich BYD, das über umfangreiche Forschungs- und Entwicklungskapazitäten im Bereich Batterien verfügt, und die meisten anderen Unternehmen für das Lademodell entschieden, um ihr Geschäft mit reinen Elektrofahrzeugen auszubauen. Obwohl das Batteriewechselmodell auf dem Markt noch weniger Anerkennung findet, haben einige Unternehmen begonnen, ihre Bemühungen im Bereich des Batteriewechselmodells zu verstärken.

Am 29. Oktober dieses Jahres wurde die erste Charge von zehn Lade- und Wechselstationen, die gemeinsam von BAIC New Energy, Sinopec, Aulton New Energy, Shanghai Electric Bus und anderen Institutionen gebaut wurden, offiziell in Betrieb genommen. Sie decken acht Bezirke und Kreise ab, darunter das zentrale Stadtgebiet von Peking sowie Huairou und Shunyi. Die BAIC Group plant, bis Ende nächsten Jahres in Peking 200 Lade- und Wechselstationen offiziell in Betrieb zu nehmen, um den Batteriewechselbedarf von 30.000 Taxis und Online-Fahrzeugen zu decken.

Obwohl die Debatte über den Lade- und Batteriewechselmodus von Fahrzeugen mit alternativer Energie bereits seit langer Zeit andauert, hat der Batteriewechselmodus mit der Einführung der nationalen Elektroreform und den erheblichen Fortschritten in der Batteriewechseltechnologie eine angemessene Marktposition gefunden. Der kompatible Modus zum Batteriewechseln und Laden beseitigt nicht nur die Kilometerangst bei reinen Elektrofahrzeugen, sondern löst auch weitgehend die Probleme langer Ladezeiten, Warteschlangen und Parkgebühren. Aus der Perspektive der wirtschaftlichen und sozialen Auswirkungen birgt die Förderung von Batteriewechseltaxis großes Potenzial.

Die Weiterentwicklung der Batteriewechseltechnologie kann das Hindernis, das das Aufladen für den Einzug von Elektrofahrzeugen in normale Haushalte darstellt, bis zu einem gewissen Grad ausgleichen.

Erstens beträgt die Reichweite eines Elektroautos mit einer einzigen Ladung nur etwa 300 Kilometer. Aufgrund der unzureichenden Anzahl an Ladestationen müssen Besitzer von Elektroautos oft nach bestimmten Ladestationen suchen und in der Schlange stehen und während des Wartens auf das Aufladen sogar eine bestimmte Parkgebühr bezahlen.

Zweitens kann das verteilte Laden sofort erhebliche Auswirkungen auf das Stromnetz der Stadt haben. Drittens führt ein langfristiges Schnellladen des Akkus zu einer gewissen Beeinträchtigung seiner Lebensdauer. Gleichzeitig führt dies dazu, dass sich die einzelnen Zellen und die Spannung im Akkupack über längere Zeit in einem instabilen und unausgeglichenen Zustand befinden.

Schließlich ist im dezentralen Lademodus die Nachbehandlung der riesigen Menge an ausgemusterten Elektrofahrzeugbatterien ein dringendes Problem, das gelöst werden muss.

Batteriewechselmodell „Revival“

Nehmen wir zum Beispiel die Shanghai Electric Bus Group, die 2001 gegründet wurde. Das Unternehmen konnte sich bei Ausschreibungen für die Olympischen Spiele in Peking, die Weltausstellung in Shanghai und die darauffolgenden Asienspiele durchsetzen und die Fahrzeuge mit Batteriewechselfunktion wurden in der Praxis sehr gut umgesetzt.

Ein zentralisierter Batteriewechsel kann die Sicherheit von Elektrofahrzeugen erheblich verbessern, die Auswirkungen auf städtische Stromnetze verringern, die Lebensdauer von Elektrofahrzeugen verlängern und die Nutzungseffizienz sozialer Vermögenswerte verbessern. Daher glauben einige Branchenkenner, dass das Batteriewechselmodell die Schwachstellen im Nutzfahrzeugbetrieb in China und sogar weltweit am besten lösen kann.

Was zum Teufel ist Batteriewechsel durch Splitting-Boxen?

Es ist noch zu früh, um zu sagen, dass der Kampf zwischen Laden und Batteriewechseln vorbei sei, denn das Batteriewechselmodell hat in den letzten Jahren tatsächlich Fortschritte gemacht. Es gibt mehrere Möglichkeiten zum Batteriewechsel bei Elektrofahrzeugen, wobei der Austausch der Fahrgestellbatterie derzeit die wichtigste ist. Am 16. April 2014 erhielt die von Zhongke Lifan entwickelte Technologie zum Austausch der Chassisbatterie des reinen Elektroautos LF7002CEV vom Staatlichen Amt für geistiges Eigentum das Gebrauchsmusterpatent. Das Chassis-Batteriewechselsystem wird hauptsächlich in reinen Elektrofahrzeugen mit neuer Energie verwendet. Wenn die Fahrzeugbatterie fast leer ist, kann das Fahrzeug zu einer speziellen Batteriewechselstation gefahren werden und der Batteriesatz kann innerhalb von 3 Minuten ausgetauscht werden, sodass das Fahrzeug schnell wieder mit Energie versorgt ist.

Auf der New Energy Vehicle Conference am 17. Dezember stellte der stellvertretende Vorsitzende der Lifan Group, Chen Wei, eine weitere Möglichkeit des Batteriewechsels vor: den Batteriewechsel in separaten Boxen. Dabei stellt sich die Frage, wie große Batterien in kleinere aufgeteilt werden können.

Der Split-Box-Batteriewechsel wird hauptsächlich zum Umbau herkömmlicher Altautos verwendet, daher nennt Lifan ihn Version 2.0 und wird ihn in Zukunft schrittweise weiterentwickeln. Derzeit verfügt Lifan über einen vollständig manuellen Batteriewechselmodus. Das Gewicht einer Batterie beträgt etwa 17 Kilogramm. Mit zunehmender Energiekonzentration wird das Gewicht weiter reduziert.

Das Schnellwechselverfahren ist sowohl mit technischen als auch mit wirtschaftlichen Problemen behaftet. Früher war der Steckverbinder eine große Batterie, aber nachdem er in viele kleine Teile zerlegt worden war, stiegen die Anforderungen an die Zuverlässigkeit, Lebensdauer und Kosten des Steckverbinders.

Durch den Verzicht auf den komplizierten CAN-Bus, hauptsächlich den Chip, hat Lifan einen speziellen IoT-Chip für die Verwaltung des Batteriesicherheitssystems entwickelt. Dies kann für die Benutzer sehr praktisch sein. So können sie beispielsweise Temperatur und Druck jeder einzelnen Batteriezelle auf ihrem Mobiltelefon ablesen.

Neben technischen Aspekten sind für Verbraucher auch Sicherheitsaspekte sehr wichtig. Es gibt viele Lösungen für Sicherheitsprobleme, beispielsweise Batteriemanagementsysteme, die Probleme wie Erfassung, Verarbeitung und Entscheidungsfindung lösen. Konkret kommt es zunächst im Hinblick auf die verteilte bzw. zentralisierte Backend-Verarbeitung zu einer Arbeitsteilung zwischen dem BMS und der dahinter stehenden Big-Data-Plattform. Zweitens ist die Spannung am empfindlichsten, unabhängig davon, ob eine ternäre Lithiumbatterie oder eine Lithium-Eisenphosphat-Batterie verwendet wird. Das zweite ist die Verformung. Die ternäre Lithiumbatterie dehnt sich während des Gebrauchs aus. Bei Überschreiten der anormalen Lebensdauer kann jedoch der Grad der Verformung festgestellt und eine dringende Entfernung erforderlich werden. Und schließlich ist da noch der Geruch. Sobald die Batterie ausläuft und einen Geruch erzeugt, werden Sensoren das Austreten von Batterieelektrolyt erkennen.

Der Batteriewechsel in separaten Boxen löst das Problem der Temperaturgleichmäßigkeit großer Batteriepakete und das Problem der Energiestreuung. Da es sich bei dem System um ein vollständig geschlossenes Kreislaufsystem handelt, können flaches Laden und flaches Entladen erreicht werden. Entsprechend den unterschiedlichen Eigenschaften der Materialsysteme, auf die die verschiedenen Hersteller bestehen, können unterschiedliche Ladekurven dynamisch ausgewählt werden, um die Lebensdauer der Batterie zu verlängern. Daher liest das bidirektionale Ladegerät ständig den internen Status, einschließlich Spannung und Temperatur. Der gesamte Wechselvorgang wird durch das bidirektionale Ladegerät gesteuert.

Beim Laden im Winter wird die Innentemperatur mindestens über 10 Grad gehalten, was sich kaum auf die Lebensdauer der Batterie auswirkt. Doch was tun, wenn die Umgebungstemperatur unter 20 Grad fällt? Die Lösung besteht darin, die Batterie zurück zur Energiestation zu bringen und sie aufzuladen, nachdem die Temperatur gestiegen ist. Dieses Problem lässt sich leicht lösen. Um das Problem nicht abrufbarer Batterien zu lösen, wird der Ansatz verfolgt, den Batteriewechsel und das Aufladen gemeinsam durchzuführen, sodass die Temperaturumgebung kontrolliert werden kann. Daher sind die Kosten für die Kontrolle der Umgebung und Temperatur relativ höher.

Der Batterieaustausch durch eine Split-Box ist nicht nur eine Frage der Technologie und der Kosten. Tatsächlich handelt es sich dabei um ein weiteres Modell zur Entwicklung von Fahrzeugen mit alternativer Antriebstechnologie, ohne die Nutzungsgewohnheiten der Verbraucher zu ändern, wodurch ihre Bedenken hinsichtlich der Reichweite und der Aufladung gemildert werden.

Natürlich wirft auch das Batteriewechselmodell viele Fragen auf, etwa wie das Geschäftsmodell erneuert werden kann, ob es die Fehler von Better Place wiederholt, wie Batteriestandards formuliert werden und wie die Interessen aller Beteiligten miteinander ins Spiel kommen usw. Angesichts dieser Zweifel haben Menschen aus allen Gesellschaftsschichten, darunter BAIC New Energy, Lifan und andere Automobilhersteller, hart daran gearbeitet.

Fachleute sind der Ansicht, dass ein „professioneller Betrieb“ ein wirksames Mittel zur Umsetzung des Batteriewechselmodells sei. Das bedeutet, dass das Land „eine relativ hohe Schwelle ansetzt“, um mehrere große Unternehmen für den Betrieb von Batterien für Elektrofahrzeuge aufzubauen, die für die Entwicklung der Batterietechnologie und die zentrale Beschaffung, Wartung, Versorgung und Nachbearbeitung der Batterien verantwortlich sind, während die Verbraucher nur das nackte Auto kaufen müssen.

Darüber hinaus ist der von China initiierte internationale IEC-Standard „Batteriewechselsystem für Elektrofahrzeuge, Teil 1, Allgemeines und Richtlinien“ (IEC TS 62840-1) federführend bei der Formulierung von Standards für den Batteriewechsel, standardisiert Batteriewechselsysteme, Batteriewechselstationen, Unterstützungssysteme, Batteriepacks usw., standardisiert die grundlegende Architektur, Zusammensetzung, Schnittstelle und Klassifizierung von Batteriewechselsystemen für Elektrofahrzeuge und bietet Anwendungsfallanalysen und Lösungen für Batteriewechselsysteme. Dies wird die gesunde Entwicklung der Elektrofahrzeugindustrie fördern und die Abhängigkeit meines Landes von ausländischen Standards in der wissenschaftlichen Forschung und Industrialisierungsentwicklung beseitigen.

Ich frage mich, wie das ehemalige israelische Unternehmen für Fahrzeuge mit alternativer Energie, Better Place, angesichts des aktuellen Entwicklungsstandes des Batteriewechselmodells in China reagieren würde.

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