撰文 / 馬曉蕾
編輯 / 錢亞光
設(shè)計(jì) / 趙昊然
來源 / Autonews，作者：Ira Boudway

2021年5月的一個(gè)星期三的下午，美國(guó)舊金山一名Uber司機(jī)的日產(chǎn)Leaf即將耗盡電量。通常情況下，這意味著他要找一個(gè)地方充電，然后至少要等上半個(gè)小時(shí)。但是，這輛車不同。

這位司機(jī)沒有去充電，而是把車停在了Mission Bay附近的一個(gè)換電站。在那里，一組機(jī)械臂把車從地上抬起來，卸下沒電的電池，換上滿電的電池。12分鐘后，這輛Leaf帶著32千瓦時(shí)的能量再次出發(fā)，足以行駛約130英里（約210公里），換電費(fèi)用為13美元。

機(jī)械臂在舊金山的Ample換電站內(nèi)更換電動(dòng)汽車的電池。2021年3月，該公司在灣區(qū)周邊開設(shè)了五個(gè)中心 ▼

Leaf的可更換電池是由加州Ample公司生產(chǎn)的，該公司是全美僅有幾家提供換電服務(wù)的公司之一。相比于美國(guó)，換電在亞洲市場(chǎng)上更加流行。3月份，Ample公司宣布在灣區(qū)周圍部署了五個(gè)站點(diǎn)。該公司說，有近100名Uber司機(jī)正在使用它們，平均每天進(jìn)行1.3次換電。

喚醒換電意識(shí)

與美國(guó)10萬個(gè)公共電動(dòng)車充電樁相比，Ample的運(yùn)營(yíng)規(guī)模很小，更不用說跟全美15萬座加油站的100多萬個(gè)油槍去比了。然而，Ample的創(chuàng)始人哈立德·哈桑納（Khaled Hassounah）和約翰·德索薩（John de Souza）堅(jiān)信，讓全美國(guó)意識(shí)到換電是向電動(dòng)汽車過渡的一個(gè)必要手段，只是時(shí)間問題。

根據(jù)清潔能源研究機(jī)構(gòu)Bloom-bergNEF的統(tǒng)計(jì)，中國(guó)有600多個(gè)換電站，并有望在2021年底前增加至1000個(gè)。哈桑納說他們已經(jīng)下定決心，換電必須是電動(dòng)化解決方案的重要組成部分?！拔覀冞€沒有足夠的規(guī)模來讓美國(guó)認(rèn)識(shí)到我們需要這個(gè)?！?/span>

然而，即使中國(guó)換電行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)使美國(guó)相形見絀，但該技術(shù)仍然只是充電基礎(chǔ)設(shè)施的一小部分。

在美國(guó)，到目前為止，大部分投資都用于建設(shè)快充站和快充電池。總統(tǒng)喬·拜登（Joe Biden）提出了到2030年實(shí)現(xiàn)50萬個(gè)公共充電樁的目標(biāo)。他的計(jì)劃擴(kuò)大和改善快速充電網(wǎng)絡(luò)，但沒有提到換電。

然而，插入式充電方案有其局限性，不能僅僅通過增加充電樁數(shù)量來克服。它們是電網(wǎng)的負(fù)擔(dān)，建造成本很高，即使在最快的情況下，也無法與汽油泵的速度相提并論。

哈桑納和德索薩于2014年成立了Ample公司，迄今已從投資者那里籌集了約7000萬美元，其中包括石油和天然氣巨頭荷蘭皇家殼牌公司和Repsol SA的風(fēng)險(xiǎn)投資部門。創(chuàng)始人花了七年時(shí)間研究如何以一種廉價(jià)的、與車輛本身無關(guān)的換電池方式。他們終于破解了這個(gè)難題。

目前，他們正專注于打車車隊(duì)。2020年底，Ample與Uber建立了伙伴關(guān)系，幫助協(xié)調(diào)為司機(jī)提供車輛、保險(xiǎn)和其他服務(wù)的車隊(duì)管理服務(wù)。

6月10日，Ample宣布與車隊(duì)管理服務(wù)Sally建立合作關(guān)系，Sally公司專門為網(wǎng)約車和送貨司機(jī)提供電動(dòng)車。這兩家公司計(jì)劃在舊金山、紐約、洛杉磯和芝加哥部署電動(dòng)車和換電站。Sally的目標(biāo)是，到2021年夏末，在灣區(qū)投放數(shù)百輛起亞Niro電動(dòng)車，從秋天開始向紐約的司機(jī)提供換電服務(wù)。

Sally公司的聯(lián)合創(chuàng)始人尼古拉斯·威廉姆斯（Nicholas Williams）和阿德里爾·岡薩雷斯（Adriel Gonzalez）說，該公司之所以選擇與Ample公司合作，是因?yàn)椴迦胧娇斐浞桨笗?huì)使電池性能下降，在使用高峰期能源成本高，而且速度太慢。

Ample的適配板適用不同汽車制造商的電動(dòng)汽車 ▼

舊金山的司機(jī)可以從車隊(duì)管理服務(wù)部門租用能夠使用Ample換電服務(wù)的電動(dòng)車，就像他們租借燃油車一樣，并在每周結(jié)束時(shí)向車隊(duì)經(jīng)理支付換電費(fèi)用。然后，車隊(duì)按里程向Ample支付能源費(fèi)用，不需要支付換電站安裝的預(yù)付費(fèi)用。據(jù)Ample稱，車隊(duì)的能源成本通常比汽油便宜10%至20%。

德索薩說：“所有使用它的司機(jī)都是從汽油車過來的。這是他們第一次駕駛電動(dòng)車?！?/span>

至少在理論上，換電為電動(dòng)車快速充電的問題提供了一個(gè)體面的解決方案，而不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成負(fù)擔(dān)。超高速充電器就像消防軟管一樣，按需提供能量，而Ample的系統(tǒng)就像花園軟管一樣，不斷地裝滿小桶，每次輸送上幾桶。

然而，到目前為止，在美國(guó)進(jìn)行的換電嘗試還沒有結(jié)果。特斯拉在2013年試驗(yàn)了這項(xiàng)技術(shù)，但很快就放棄了，而是選擇建立其“超級(jí)充電樁”網(wǎng)絡(luò)。初創(chuàng)公司Better Place計(jì)劃將可更換電池作為其電動(dòng)車銷售中的一個(gè)選裝項(xiàng)，但在籌集了近10億美元之后，于2013年破產(chǎn)了。

到目前為止，美國(guó)電動(dòng)車行業(yè)選擇充電而不是換電有兩個(gè)基本原因。第一個(gè)原因是重量。電池很重。續(xù)航里程每增加一英里，電動(dòng)車電池的重量就會(huì)增加幾磅，因此，一輛續(xù)航里程為250英里的汽車可能會(huì)攜帶重達(dá)1000磅的電池包。

更換這么大的電池組并不像給手電筒換幾節(jié)1號(hào)電池那么簡(jiǎn)單。德索薩說，建造一個(gè)能夠處理這些負(fù)載的站，通常需要花費(fèi)大約100萬美元。

Ample通過將電池包分解，來解決重量問題。該公司使用一個(gè)鋰離子電池包的模組系統(tǒng)，每個(gè)模組大約有鞋盒大小，并將它們排列在托盤上。每個(gè)模組可容納約3千瓦時(shí)的電量，重約30磅。大多數(shù)車輛需要16到32個(gè)模組，這取決于尺寸和所需的范圍。平均換電時(shí)間需要10分鐘。Ample的目標(biāo)是在2021年底前將其縮短到5分鐘。

每個(gè)站都有大約10輛車的電池，隨著車輛的進(jìn)出，所有的電池都在穩(wěn)定地充電。這使他們能夠以每小時(shí)500千瓦至1.5兆瓦的速度提供能量，而連接的功率只有60至100千瓦。

萬能換電板

雖然處理沉重的電池是一件苦差事，但這還不是最難的。換電的最大挑戰(zhàn)是讓汽車制造商改變他們制造電動(dòng)汽車的方式。

“兼容性是一個(gè)巨大的問題。”BloombergNEF的電氣化運(yùn)輸分析員萊恩·費(fèi)舍爾（Ryan Fisher）說，“而且還涉及到跨制造商，這就會(huì)變得非常復(fù)雜?！?/span>

當(dāng)特斯拉嘗試換電時(shí)，它建立了一個(gè)專有系統(tǒng)，有自己的可更換電池包。中國(guó)的換電站在很大程度上遵循同樣的模式，由汽車制造商建立自己的網(wǎng)絡(luò)。蔚來已經(jīng)在192個(gè)站點(diǎn)完成了超過200萬次的更換。

但在美國(guó)建立多個(gè)專有的換電網(wǎng)絡(luò)是沒有意義的。

德索薩說：“這幾乎就像每個(gè)汽車公司都要在全國(guó)各地建立自己的加油站。但為每輛電動(dòng)車都創(chuàng)建一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電池包也是一件不可能的事情。汽車制造商不會(huì)放棄對(duì)電動(dòng)汽車最昂貴部件的控制權(quán)，這也是他們?cè)诟?jìng)爭(zhēng)中脫穎而出的關(guān)鍵點(diǎn)之一。”

與其要求汽車制造商去適應(yīng)，Ample創(chuàng)造了一個(gè)靈活的系統(tǒng)來適應(yīng)汽車制造商。

“我們已經(jīng)建立了一個(gè)適配板，其形狀與原電池相同?！?哈桑納說。每塊板的設(shè)計(jì)與原電池的接口方式完全相同，具有相同的螺栓、電連接和軟件，并且符合相同的安全標(biāo)準(zhǔn)。

“你只要把這個(gè)東西放進(jìn)去，它就會(huì)工作。” 哈桑納說，“有點(diǎn)像更換輪胎?！?/span>

Ample說，它正在與五家制造商合作，迄今已為10種車型制造了適配板。保密協(xié)議禁止Ample透露哪些汽車制造商，但在其宣傳材料中看到的車型包括日產(chǎn)Leaf、起亞Niro和奔馳EQC。

該公司的想法是讓汽車制造商能夠提供可更換的電池包，作為其電動(dòng)汽車的一個(gè)選項(xiàng)。目前最大的障礙是，讓那些已經(jīng)在艱難應(yīng)對(duì)供應(yīng)鏈中斷的汽車公司將Ample整合到他們的生產(chǎn)過程中。

目前，Sally和Ample計(jì)劃用可更換的電池包來改裝Niro。他們的設(shè)想是，如果Sally和其他車隊(duì)經(jīng)理說他們想訂購數(shù)十萬輛可使用Ample服務(wù)的汽車，這也會(huì)迫使制造商去制造它們。

“它在很大程度上處于行業(yè)的早期階段?！辟M(fèi)舍爾說，“因此，實(shí)踐是唯一的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，空談不如實(shí)證。”