根據(jù)調(diào)查，2020年我國(guó)兩輪電動(dòng)車(chē)行業(yè)保有量約3.25億輛，66%的中國(guó)家庭擁有電動(dòng)自行車(chē)，兩輪電動(dòng)車(chē)已廣泛應(yīng)用于個(gè)人出行、即時(shí)配送、共享出行等領(lǐng)域。但是電動(dòng)車(chē)充電爆炸事件時(shí)有發(fā)生，據(jù)國(guó)家消防救援局統(tǒng)計(jì)，今年以來(lái)共發(fā)生6000多起電動(dòng)車(chē)火災(zāi)事故，其中80%都是在充電過(guò)程中引起。為了解決電動(dòng)車(chē)充電難、續(xù)航短、易發(fā)生充電事故等痛點(diǎn)，“以換代充”作為解決電動(dòng)自行車(chē)多項(xiàng)痛點(diǎn)的重要措施引發(fā)關(guān)注。
換電柜不是一個(gè)新概念，幾年前就已經(jīng)應(yīng)用于一些十分依賴(lài)電動(dòng)車(chē)的配送人群，比如外賣(mài)員、快遞員等。換電柜從外形來(lái)看非常類(lèi)似快遞柜，不過(guò)里面裝的并不是快遞，而是一塊塊電池，用戶(hù)可以通過(guò)掃碼，將電動(dòng)車(chē)沒(méi)電的電池與換電柜內(nèi)充滿(mǎn)電的電池互換，一分鐘就可以完成能源補(bǔ)給，極大減少充電等待時(shí)間。換電柜系統(tǒng)也與快遞柜類(lèi)似，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，主要由換電柜終端、電池、管理后臺(tái)、移動(dòng)端等部分組成
換電柜終端：用于電池存放和充電，每個(gè)格子儲(chǔ)存一塊電池；終端柜體上通常有一塊顯示屏，用戶(hù)可通過(guò)顯示屏了解當(dāng)前換電柜內(nèi)所有電池的電量、手機(jī)掃碼進(jìn)行租用。
管理后臺(tái)：管理后臺(tái)可查看所有換電柜站點(diǎn)、以及所有電池的狀態(tài)、位置、使用數(shù)據(jù)；
移動(dòng)端：根據(jù)登錄人員身份的不同，呈現(xiàn)不同的數(shù)據(jù)和界面；商家可查看所管理的換電柜使用數(shù)據(jù)、付費(fèi)數(shù)據(jù)等；運(yùn)維人員可操作打開(kāi)所管理的換電柜，更換電池、檢查故障；用戶(hù)可通過(guò)操作租用電池。
換電柜終端解決方案
換電柜終端是整個(gè)系統(tǒng)的主要硬件，內(nèi)部主要由控制主機(jī)、倉(cāng)儲(chǔ)板和諸多監(jiān)測(cè)防護(hù)模塊構(gòu)成。由于換電柜內(nèi)部存放大量的電池，充電會(huì)造成箱體內(nèi)部溫度升高，極易發(fā)生事故。為保護(hù)換電柜安全穩(wěn)定運(yùn)行，換電柜配備了許多防護(hù)監(jiān)測(cè)設(shè)備，如安裝水浸、煙感、溫濕度等傳感器、風(fēng)扇、防雷裝置、消防裝置、電壓檢測(cè)模塊、電流檢測(cè)模塊等，當(dāng)換電柜出現(xiàn)漏電、短路、過(guò)載時(shí)自動(dòng)斷電保護(hù)，并通知后臺(tái)管理員，從各個(gè)方面保護(hù)充電用電安全。
控制主機(jī)作為換電柜的核心進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和傳輸，采集換電柜、單個(gè)倉(cāng)柜、電池等信息，傳輸?shù)胶笈_(tái)管理中心，控制倉(cāng)門(mén)開(kāi)關(guān)狀態(tài)。其內(nèi)部控制板可采用啟揚(yáng)i.MX8M mini核心板，基于NXP i.MX8M mini處理器，4核Cortex-A53+Cortex-M4架構(gòu)，擁有極強(qiáng)的性能，可滿(mǎn)足換電柜系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求；支持1080P H.265/VP9視頻硬解碼，支持連接多尺寸觸摸屏幕，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，方便用戶(hù)通過(guò)換電柜觸摸屏進(jìn)行換電操作；顯示屏還可顯示換電柜狀態(tài)、倉(cāng)柜內(nèi)電池狀態(tài)和播放廣告圖文視頻；i.MX8M mini核心板支持Wi-Fi/BT模塊，mini PCI-e接口可連接4G模塊，多種無(wú)線通信方式，保障穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸，支持多種通信協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程升級(jí)、故障報(bào)警和遠(yuǎn)程維護(hù)管理；支持多路串口，豐富接口支持連接攝像頭、傳感器和各類(lèi)模塊，實(shí)現(xiàn)換電柜的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和安全管理；可選用工業(yè)級(jí)高品質(zhì)器件，工作溫度可達(dá)-40℃~85℃，滿(mǎn)足換電柜長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作的需要；支持Linux、Android操作系統(tǒng)，底層接口全面引出以適配第三方軟件。
“碳達(dá)峰 碳中和”政策不斷推進(jìn)、新國(guó)標(biāo)的確立，電動(dòng)自行車(chē)賽道熱度不斷上漲，換電市場(chǎng)也一片繁榮景象，但換電站站點(diǎn)布局密度、車(chē)輛型號(hào)電池規(guī)格不統(tǒng)一、成本高等問(wèn)題仍亟待解決。
