電動車輛電池交換與極速充電
進入全球電動車輛革命的第二個十年，電池充電時間仍然是需要克服的最大障礙。在這兩種主要解決方案之間，電池交換與極速充電 (XFC) 並不是一個非此即彼的技術決策，而是一個「取決於使用案例」的經濟決策。
然而，隨著新電池化學物質的商業化和新的電動車輛功率架構的問世，經濟權衡是一個不斷變化的目標。因此，讓我們來瞭解一下如今的權衡是什麼，未來可能會發展到什麼地步，以及電動車輛電池充電 5 分鐘的可能性。
如今在哪些領域運用了電池交換方案？
目前，電池交換的兩種主要使用情況包括某些類型的車隊 (如計程車、叫車服務) 和小型兩輪電動車輛 (如小型機車)。
小型機車和摩托車的電池組足够小，大多數人都能拿起，極大地簡化了電池更換操作，降低了成本。此外，與大型電動車輛相比，小型車輛的電池組通常使用更低的電壓，導致充電時間較長，這進一步增加了電池交換的吸引力。在亞洲、印度和歐洲，電池交換的技術和時間優勢與較高的人口密度相融合，小型電動車輛電池交換市場正在迅速成長，並在可預見的未來保持強勁態勢。
在中國和歐洲以及在美國 (在較小程度上)，計程車車隊和叫車服務也在轉為使用電池交換方案。儘管與小型電動車輛相比，在小客車中實施電池交換的成本要高得多，但這是合理的，因為它可以讓車輛繼續上路並產生收益，而不是坐在充電站上。直到電池可以快速充電，這對計程車和叫車服務業者來說不再是一個經濟問題。
尺寸 (和電壓) 問題
四輪車輛的電動車輛電池組太大，無法手動更換，需要實現自動化。自動化系統成本高昂，通常是為特定型號的電動車輛或特定電池組設計的。與小型機車和摩托車相比，這些因素使得大型電動車輛的電池交換成本更高。這樣一來，就無法經濟地部署到某些類型的車隊，這些車隊擁有大量相同類型的電動車輛。
在使用目前的 400 V 電動車輛動力傳動系統和電池組的情況下，充電速率會受到限制。這是鼓勵在車隊中使用電池交換方案的主要因素。有兩種因素可以改變車隊電池交換的經濟性：更高的電壓和更好的電池。第一種已經出現；針對多種電動車輛推出了 800 V 及更高電壓的電池組。當電動車輛充電需要幾個小時時，交換電池是合理的做法。更高的電池電壓可實現 XFC 並縮短充電時間。這可能會改變經濟計算。如果充電時間不超過 15 分鐘會怎麼樣呢？
(影像來源：Solid Power)
15 分鐘充電技術有望在不久的將來實現。QuantumScape 和 Solid Power 等公司已經展示了 15 分鐘充電，並開始試生產。這比再裝滿油箱或交換電池還要長。但在車隊營運中，車輛通常在加油時進行清潔和消毒。清洗車輛的過程可能需要比加滿油箱更長的時間。這為 XFC 和高壓電池組的使用提供了更多機會。這是一個根據效能和成本權衡的經濟決策。電動車輛充電速度越快，使用電池交換方案的吸引力就越小。
5 分鐘即充滿的電池？
在許多方面，電動車輛電池組的 5 分鐘充電方案將是一項改變遊戲規則的發展，包括消除電池交換技術。包括 StoreDot、EExion 和 Nyobolt 在內的幾家公司正在研究用於電動車輛的先進電池和超級電容器，這些電池和超級電容器可以在大約 5 分鐘內充滿電。其中一些 5 分鐘即充滿的電池的目標是小型機車和大型電動車輛。這些努力還需要幾年時間才能取得成果。因此，隨著電池和電動車輛技術的不斷發展，電池交換可能在無限期的未來仍將是一個技術和經濟利基市場，直到完全消失。
