進入全球電動汽車革命的第二個十年，動力電池的充電時間問題仍然是需要克服的最大障礙。在這兩種主要解決方案之間，電池更換與極速充電(XFC)并不是一個非此即彼的技術決策。這是一個“取決于使用情況”的經(jīng)濟決策。

然而，經(jīng)濟決策的權衡是一個不斷變化的目標，隨著新電池化學物質(zhì)的商業(yè)化和電動汽車新型功率架構的實際應用，這一目標將會發(fā)生變化。那么，讓我們看看今天的權衡點在哪里，未來可能會轉(zhuǎn)移到哪里，以及電動汽車實現(xiàn)五分鐘充滿電的可能性。

電池更換的應用場景

當前，電池更換的兩個主要應用場景包括某些類型的車隊，如出租車、網(wǎng)約車和小型兩輪電動車，如踏板車。

踏板車和摩托車的電池組小到大多數(shù)人都能拿起，大大簡化了電池更換的實施并降低了成本。此外，與大型電動汽車相比，小型車輛的電池組通常使用較低的電壓，這導致充電時間長，讓電池更換的呼聲更高。在亞洲、印度和歐洲，電池更換的技術和時間優(yōu)勢在高人口密度下更為顯著，小型電動汽車的電池更換市場正在快速增長，并且在可預見的未來可能會保持強勁。

在中國和歐洲，以及在較小程度上在美國，出租車車隊和網(wǎng)約車也在轉(zhuǎn)向電池更換。盡管與小型電動汽車相比，在乘用車中實施電池更換的成本要高得多，但仍具有合理的可行性，因為這樣可以加長車輛的行駛時間并產(chǎn)生收入，而不是坐在充電站苦等。直到有一天，電池可以實現(xiàn)極速充電，對出租車和網(wǎng)約車運營商來說不再是一個經(jīng)濟問題。

尺寸（及電壓）是重要問題

四輪電動汽車中的電池組尺寸太大，無法手動更換，需要自動化支持。自動化系統(tǒng)成本高昂，通常設計用于特定型號的電動汽車或特定電池組。與踏板車和摩托車相比，這些因素共同導致大型電動汽車的電池更換成本更高。在某些擁有大量同類型電動汽車的車隊中，難以進行經(jīng)濟有效的部署。

對于當今的400V電動汽車功率變換電路和電池組而言，充電速率是有限的。這是在車隊中采用電池更換方案的主要推動因素。有兩件事可能會改變在車隊中實施電池更換方案的經(jīng)濟性：更高的電壓和更好的電池。第一種情況已經(jīng)出現(xiàn) - 800V及更高電壓的電池組已經(jīng)出現(xiàn)在一些電動汽車上。當電動汽車充電需要幾個小時時，更換電池是有意義的。更高的電池電壓可實現(xiàn)極速充電(XFC)并縮短充電時間。這可能會改變成本計算的經(jīng)濟性考量。如果電池充電最多只需要15分鐘，情況會如何呢？

15分鐘內(nèi)完成充電可能會在不久的將來出現(xiàn)。QuantumScape和Solid Power等公司已經(jīng)展示了15分鐘內(nèi)完成充電的技術方案，并開始試生產(chǎn)。這仍然比重新加滿油箱或更換電池的時間要長。但在車隊運營中，車輛通常在加油時進行清洗和消毒。清洗車輛的過程可能比加滿油箱花費更多時間。這為極速充電(XFC)和高壓電池組的使用提供了更多的機會。這是基于性能和成本因素進行權衡的經(jīng)濟性決策。電動汽車充電速度越快，采用電池更換方案的吸引力就越小。

只需五分鐘即可充滿電的電池？

電動汽車電池組如若實現(xiàn)五分鐘充滿電，將在許多方面改變游戲規(guī)則，包括摒棄電池更換方案。包括StoreDot、EExion和Nyobolt在內(nèi)的一些公司正在研究用于電動汽車的先進電池和超級電容器，它們可以在大約五分鐘內(nèi)完成充電。其中一些五分鐘滿電電池的應用目標是踏板車以及大型電動汽車。這些研究項目還需要幾年時間才能取得成果。因此，隨著電池和電動汽車技術的不斷進步，電池更換方案可能在不確定的未來在技術和經(jīng)濟上仍有存在的空間，然后才會慢慢完全消失。

審核編輯：劉清