随着新能源汽车作为国家战略性新兴产业，对于推动绿色发展、实现“双碳”目标具有重要意义。然而，续航里程焦虑一直是制约新能源汽车发展的一个重要因素。传统的充电模式不仅充电时间长，而且在充电站的建设上也存在诸多局限性。此时，“车电分离”的换电模式应运而生，兼具了储能、补能和共享经济的特征的换电模式，为解决这一问题提供了新的思路。

换电模式是一种新能源汽车快速补电方式，采用更换电池的方式快速为新能源汽车补电，新能源汽车换电模式集电池充电、物流调配和换电功能于一体。常见的换电方式包括：底盘垂直、底盘侧方、分箱换电三种方式，其中，底盘换电为主流。

那么，到底什么是“底盘换电”呢？对此，充换电头条（微信公众号：chd2005s）对底盘换电的定义、组成、应用场景等进行了梳理和总结。

底盘换电是什么？

底盘垂直换电方式，也叫垂直对插式换电。

图片来源：奥动新能源

底盘换电是指从底盘下部拆下原有电池包并更换新电池包的方式，电池组通常安装在车辆底盘，电池隐蔽性较好，安全性较高，该方案主要应用在轿车、SUV、MPV及轻型物流车领域，目前主要是北汽、蔚来汽车、特斯拉等采用。此种方案易实现，更换电池用时较短，自动化程度高，但需要新建固定换电站，新增换电设备，现有换电投入较高。

底盘换电工作原理

底盘换电‌的工作原理是将车辆驶入换电站，通过自动化设备将车辆底盘的电池取出，并更换为充满电的电池。这种换电方式主要应用在轿车、SUV、MPV及轻型物流车领域，目前主要是北汽、蔚来汽车、特斯拉等采用‌。

底盘换电的工作原理主要涉及到以下几个步骤：

1、电池包的拆卸与安装：底盘换电方案中，电池包通常扁平布置在车辆的底盘上。换电时，电池包与换电框架作为一个整体进行拆装。这种设计基本上不占用乘坐空间，也不影响后备箱空间和整车高度。

2、锁止机构的操作：换电时，首先通过机械手将电池包整体托举到位，然后锁止机构进行操作，与底盘上的定位结合，卡位并拧紧。这一过程可以通过旋转拧紧/松或前后平移实现。

图片来源：蔚来

3、电气连接：完成物理连接后，还需要进行电气连接，确保电池包与车辆系统的电力连接。这包括直流-直流变换电路和交流-直流变换电路的使用，以确保电力的顺畅传输。

4、底盘换电方案的优点是自动化程度高，换电速度快，通常整个流程仅需3-5分钟左右，大大提高车辆的使用率。此外，这种换电模式不占用车辆使用空间，不影响整车造型，是目前可行性较高的方案。

底盘换电的组成

底盘换电系统主要由以下几个部分组成‌：

1‌、换电设备‌：包括换电平台、举升机构、解锁装置等。这些设备负责将车辆提升到换电位置，并通过解锁装置松开电池与车底盘的连接‌。

‌2、电池模块‌：电池模块是底盘换电的核心部分，通常采用标准化和模块化的设计，便于快速更换。电池模块的设计应考虑到电池容量、电压、重量和尺寸等因素，并与底盘相匹配‌。

图片来源：时代骐骥，骐骥换电一站式解决方案

‌3、换电站‌：换电站是进行电池更换的场所，设有专门的设备和区域进行电池更换工作。换电站还需要建立相应的管理系统，对电池进行标准化管理和监控‌。

4‌、运动控制系统‌：在换电过程中，运动控制系统的预维护至关重要。通过监控各电机在各工艺段动态的位置、速度、力矩和电流等参数，可以实现换电系统的预维护，确保换电过程的顺利进行‌。

5、‌标准化和模块化设计‌：底盘换电技术强调电池模块的标准化和通用性，以便在不同的电动车辆上进行快速更换。这包括电池容量、电压、重量和尺寸的标准化设计‌。

底盘换电的应用场景

‌底盘换电主要的应用场景包括以下几个方面：

私家车和出租车：底盘换电可以快速恢复车辆的行驶能力，非常适合需要频繁短途行驶的车辆，如城市出租车。这种换电模式能够显著提高车辆的使用效率，减少等待充电的时间。

公交车和公共交通：对于公交系统来说，底盘换电可以大大减少车辆在站点的停留时间，提高公交车辆的运行效率，从而增加公交服务的容量和效率。

图片来源：中国充电联盟，蔚来私人乘用车-底盘换电

短途重卡：底盘换电技术特别适用于短途运输的重卡车辆。由于重卡的电池容量大，传统的充电方式可能耗时过长，而底盘换电可以在很短时间内完成电池的更换，显著提高运输效率。

商业运营车：如物流车和快递车，这些车辆需要频繁往返于起点和终点之间。底盘换电可以快速更换电池，使车辆在不耽误运营的情况下持续工作。

底盘换电的应用不仅提高了车辆的使用效率，还有助于减少对传统充电桩的依赖，加快充电基础设施的建设步伐，进一步推动电动汽车的普及和应用。

底盘换电的技术要求

底盘换电作为一种主要的新能源汽车电池更换方式，其技术要求涉及多个方面，包括换电设备的设计、换电操作流程的优化以及换电站的建设等。以下是底盘换电的一些关键技术要求：

1、电池包设计：

电池包需要设计成可以快速拆卸和安装，以便于自动化设备进行操作，减少人工操作时间和安全隐患。电池包与底盘的连接设计需要确保稳固，同时便于快速拆装。例如，可以采用卡托式的安装装置，通过锁钩和电池包上的锁板连接，确保电池包的稳固。

2、换电小车设计：

换电小车需要设计成可以便捷地进入车底，托住或取出电池包，同时确保电池包的安全转移。小车的设计应简单，操作方便，体积小，可升降。

3、换电流程：

换电流程需要设计成自动化和高效应，以减少换电时间和提高换电效率。例如，可以采用微型AGV自动换电站，实现快速换电。

图片来源：中国充电联盟，北汽出租车-底盘换电

换电过程中，需要确保电池包的连接器和水管接头等部件能够自动插接，减少手动操作。

4、车身底部设计：

车身底部需要进行适应性设计，新增必要的结构如方管及钣金件，以支持电池包的稳固安装。

5、安全性和可靠性：

换电设备的操作需要确保安全性和可靠性，避免在换电过程中对车辆或电池包造成损害。换电设备的设计和操作需要符合相关的安全标准和法规要求。这些技术要求的实现，可以提高底盘换电的效率和安全性，促进新能源汽车的电池更换模式的广泛应用。

底盘换电的优势

底盘换电的优势主要体现在以下几个方面：

提高安全性：

底盘换电通过将电池组放置在车辆底盘，使得车辆的重心更低，从而在驾驶时更加平稳，显著提升安全性。特别是在发生碰撞的情况下，由于驾驶室后部留有充足的后移空间，可以有效降低驾驶员的伤亡几率。

延长续航里程：

底盘换电允许配置更大电量的电池，这对于纯电动重卡尤其重要，因为它们不需要配备变速箱、油箱、尿素罐等，从而节省了底盘空间。这种配置方式能显著提升换电重卡车辆的续航里程，使其更适合应用于高速干线物流运输等场景。

图片来源：时代骐骥，换电重卡

技术前瞻性：

底置式换电技术为将来无人驾驶重卡的落地应用提供了前期技术准备和铺垫，预示着该技术在自动驾驶领域的发展潜力。

外观美观性：

底置换电重卡的外表整体看起来更协调、更美观，这对于提升车辆的市场接受度和用户满意度具有积极作用。

综上所述，底盘换电技术不仅提高了电动车辆的性能和安全性，还为未来的技术发展和市场需求提供了支持。

底盘换电面临的挑战

底盘换电作为一种新能源汽车的补电模式，虽然具有快速、高效等优点，但在实际应用中仍面临一些挑战：

1‌、技术标准不统一‌：目前，不同车企和运营商在换电技术标准上存在差异，这导致换电站的兼容性差，用户需要适应不同的换电系统，增加了使用成本和不便‌。‌

2、投资回报问题‌：换电站的建设和维护需要大量资金投入，而换电模式的普及程度和用户接受度尚不确定，这使得投资回报周期较长，增加了运营商的风险‌。

3‌、基础设施建设‌：换电站的建设需要占用土地资源，并且需要与电网等基础设施进行连接，这增加了建设和运营的复杂性‌。

图片来源：时代骐骥，QIJI骐骥·重卡换电站

‌4、用户习惯和接受度‌：虽然换电模式在某些场景下具有优势，但用户习惯和接受度仍然是影响其推广的重要因素。许多用户可能更倾向于传统的充电方式‌。

5‌、电池管理和维护‌：电池的统一管理和维护是一个复杂的问题，需要专业的技术和设备支持，以确保电池的安全和高效使用‌。

‌6、技术和设备成本‌：底置换电技术虽然提高了续航里程和安全性，但其技术和设备的成本较高，可能会影响其市场推广‌。

‌7、长途运输场景的适应性‌：底置换电重卡虽然适合长途运输，但其普及程度和适应性仍需进一步验证‌。综上所述，底盘换电虽然具有广阔的应用前景，但在实际应用中仍需解决标准化、资金投入、电池资产管理、盈利模式以及技术和基础设施配套等多方面的挑战。

底盘换电未来发展趋势

‌底盘换电在未来发展趋势中具有显著的优势和潜力。‌首先，‌底盘换电技术能够显著提升运输效率‌。通过更换电池的方式，车辆可以在几分钟内完成补能，相比传统的充电方式，大大缩短了充电时间，从而提升了运输效率。这对于物流行业尤其重要，能够显著降低运营成本‌。

图片来源：蔚来官网

其次，‌底盘换电技术能够提升车辆的安全性和续航里程‌。将电池组放置在底盘位置，可以降低车辆重心，提高行驶稳定性。此外，纯电动车型不需要配备变速箱、油箱等部件，底盘空间可以最大化利用，进一步提升续航里程‌。

此外，‌底盘换电技术在不同车型中的应用已经取得了一定的成果‌。例如，北汽、蔚来汽车、特斯拉等已经在轿车、SUV、MPV及轻型物流车领域应用了底盘换电技术，并取得了良好的效果‌。

底盘换电相关企业

1、宁德时代

宁德时代推出了自主研发的一站式重卡底盘换电方案——“骐骥换电”。该方案能在几分钟内完成电池模组的更换，补能速度可与加油相媲美，支持多种车型和品牌的重卡，实现了高效率的换电服务。骐骥换电系统由骐骥换电块、骐骥换电站及骐骥云平台组成，共同协作形成全方位的换电解决方案‌。

2、协鑫能科

换电是与充电并行的补能方式，协鑫打造源网荷储一体化的零碳交通解决方案，研发共享电池包、电港等产品及技术，服务电动出行生态。相比充电，换电模式可实现极速补能，瞬间解决新能源车主的里程焦虑。

3、北汽新能源

蓝谷智慧（北京）能源科技有限公司是北汽集团旗下唯一从事换电及动力电池梯次利用业务的国家级高新技术企业，也是北京市首家获得动力蓄电池梯次利用资质的企业。自2016年成立以来，该公司先后掌握了智能换电、能源集成、电池评估和梯次利用等领域关键技术，并获得了300多项相应知识产权，核心专利布局263项、已授权专利94项，业务覆盖智能换电站的研发制造与建设运营和动力蓄电池梯次利用的溯源生产与租售运营。截至2021年11月，累计换电站建设已达277座。

4、蔚来

NIO Power 是基于移动互联网的加电解决方案，拥有广泛布局的充换电设施网络，依托蔚来云技术，搭建了“可充可换可升级”的能源服务体系，为车主提供全场景化的加电服务。蔚来换电站：换电仅需三分钟，全程自动，无需下车，比加油更方便。每次换电都会进行自检，确保整车和电池始终处于最佳状态。

5、奥动新能源

奥动新能源汽车科技有限公司，全球换电模式开创与引领者。从2000年起，上海电巴（奥动新能源集团全资子公司）开始探索换电。奥动致力成为全球领先的智慧能源服务平台。奥动独有的底盘卡扣式换电技术，承载锁止与功能分离二元结构，具有高可靠性、极速、共享特点，技术开发已覆盖乘用车、微面、轻卡、重卡、大巴等车型。在商业模式方面，奥动已形成换电核心技术研发、换电站商业化运营、电池金融、电池全生命周期管理、换储充一体、电力交易、碳交易等多位一体的换电商业闭环。面向未来，奥动规划在全国投运超过10000座换电站，为1000万辆以上新能源汽车提供换电服务，为城市建设高效分布式储能网络，以换电对“双碳”战略实现最佳响应。

写在最后

底盘换电技术在快速补能、降低成本方面具有显著优势，但其标准化问题和技术复杂性仍需克服。随着政策支持和市场需求的增长，底盘换电有望在未来得到更广泛的应用和发展。

内容资料参考来源：云想电驱动、

富泰捷检测创新中心、

东风商用车有限公司技术中心等综合整理