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有關(guān)數(shù)據(jù)表明續(xù)航是新能源輕型商用車用戶的關(guān)鍵痛點(diǎn)所在，與其有關(guān)的有續(xù)航降低、電池容量衰減、續(xù)航虛標(biāo)、續(xù)航不足等問題。與傳統(tǒng)車型相比，其痛點(diǎn)問題一方面限制了應(yīng)用場(chǎng)景的拓展，另一方面帶給使用者不佳的駕乘體驗(yàn)。

現(xiàn)有的純電動(dòng)輕型商用車?yán)m(xù)航一般在300km以內(nèi)，無(wú)法與主流柴油輕型商用車?yán)m(xù)航相媲美，難以滿足輕型商用車客戶多樣化的需求。單從續(xù)航角度來(lái)看，短時(shí)間內(nèi)純電動(dòng)輕型商用車無(wú)法完全替代柴油輕型商用車。
混動(dòng)車型與氫燃料電池車型的出現(xiàn)對(duì)于緩解里程焦慮具有一定的促進(jìn)作用，但也存在一些問題?；靹?dòng)車型具有傳統(tǒng)燃油車型和純電動(dòng)車型的雙重結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其自重和成本均不占優(yōu)勢(shì)。氫燃料電池車型采用電電混合技術(shù)路線，相較于純電動(dòng)車型增加了燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)、電壓轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及氫氣供給系統(tǒng)等，自重及成本方面相較純電動(dòng)車型不占優(yōu)勢(shì)，且受制于整車長(zhǎng)度尺寸及布置空間，氫瓶一般采用后背的布置型式，會(huì)侵占上裝的空間，在車輛運(yùn)營(yíng)的全生命周期內(nèi)會(huì)降低客戶的收益。

綜上所述，純電動(dòng)為新能源輕型商用車較優(yōu)的技術(shù)路線，如何破解里程焦慮成為純電動(dòng)輕型商用車的關(guān)鍵所在。乘用車的先進(jìn)技術(shù)及模式引領(lǐng)著商用車的發(fā)展，縱觀率先將換電車型投入市場(chǎng)的蔚來(lái)和北汽，在一定程度上消除了用戶對(duì)新能源汽車?yán)m(xù)航短、充電慢的顧慮?；诖耍瑸榫徑饫锍探箲]將換電模式運(yùn)用到純電動(dòng)輕型商用車不失為一種新的嘗試。

1換電技術(shù)方案
換電技術(shù)是通過換電裝置或者人工對(duì)汽車上的電池組進(jìn)行更換來(lái)實(shí)現(xiàn)。輕型商用車用戶群體對(duì)于購(gòu)車成本、使用成本及載貨噸位較為敏感，結(jié)合表1可知，適合于純電動(dòng)輕型商用車的換電模式的是模塊分箱換電。換電及其衍生的車電分離模式將能有效降低純電動(dòng)車初期購(gòu)置成本，同時(shí)動(dòng)力電池回收難、整車殘值低等問題能得到一定程度的緩解，并能夠提高運(yùn)輸?shù)臅r(shí)效性。

采用模塊分箱換電方案時(shí)，涉及動(dòng)力電池、車架、高壓線束連接、液冷水路連接、整車側(cè)防護(hù)及換電操縱可行性等均需重新進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。
1.1動(dòng)力電池方案常規(guī)純電動(dòng)輕型商用車的動(dòng)力電池布置于車架兩側(cè)，動(dòng)力電池支架為機(jī)械連接結(jié)構(gòu)，X向尺寸較長(zhǎng)并且多數(shù)帶有液冷裝置，如圖1所示，此種布置型式及結(jié)構(gòu)不利于換電。

模塊分箱換電方案中動(dòng)力電池布置于車架左右兩側(cè)，采用小規(guī)格動(dòng)力電池進(jìn)行模塊化布置，既可以快速換電又能支持彈性擴(kuò)容，如圖2所示。

動(dòng)力電池沿Y向布置導(dǎo)正銷，車架上布置有定位孔，滿足動(dòng)力電池快換裝卸定位導(dǎo)正；動(dòng)力電池上設(shè)計(jì)有自鎖固定插銷，在安裝定位時(shí)，自鎖固定插銷自動(dòng)將動(dòng)力電池扣鎖在車架上。
1.2車架方案常規(guī)燃油車基本采用邊梁式車架，如圖3所示。但對(duì)于純電動(dòng)輕型商用車的換電方案來(lái)說，采用此種車架，一方面不利于動(dòng)力電池的布置及更換，另一方面不利于整車的輕量化設(shè)計(jì)。

框架式車架結(jié)構(gòu)如圖4所示，具有動(dòng)力電池框架與車架一體化設(shè)計(jì)、動(dòng)力電池倉(cāng)的分倉(cāng)設(shè)計(jì)及動(dòng)力電池倉(cāng)容積可變的擴(kuò)容設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)，框架式車架通過電池倉(cāng)的合理設(shè)計(jì)可對(duì)底盤換電方案進(jìn)行接口的預(yù)留及拓展。

1.3高壓線束連接方案通過合理的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)確保動(dòng)力電池上的高壓線束插接器與電池管理系統(tǒng)預(yù)留的插接器連接準(zhǔn)確，如圖5所示。動(dòng)力電池管理系統(tǒng)根據(jù)整車電壓平臺(tái)選擇合適的串并聯(lián)型式。

1.4液冷水路連接方案液冷技術(shù)有助于動(dòng)力電池在適宜的溫度工作，能夠提高動(dòng)力電池的使用壽命及整車的續(xù)航里程。經(jīng)過粗略計(jì)算，冷卻液工作的壓力約100kPa，對(duì)于換電模式來(lái)說，冷卻水路連接建議采用快換接頭的連接型式，如圖6所示，常通水一側(cè)具有自密封功能，有利于快速連接，也不會(huì)因動(dòng)力電池的更換導(dǎo)致冷卻液的泄漏。

1.5整車側(cè)防護(hù)方案由于動(dòng)力電池位于整車側(cè)面，需要進(jìn)行頻繁的更換，建議采用整體式可翻轉(zhuǎn)側(cè)防護(hù)，一方面滿足動(dòng)力電池的拆裝，另一方面兼顧防盜的作用，如圖7所示。

2換電方案的操作可行性校核
簡(jiǎn)單輕便的換電方式在降低車輛運(yùn)營(yíng)成本的同時(shí)能提高車輛的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。初步規(guī)劃換電時(shí)打開整體式側(cè)防護(hù)，然后通過手動(dòng)叉車或類似的設(shè)備將動(dòng)力電池取出和放入，預(yù)估更換所有動(dòng)力電池所需時(shí)間在十分鐘以內(nèi)，換電操縱的可行性校核如圖8所示。

3結(jié)束語(yǔ)

純電動(dòng)輕型商用車既可為區(qū)域減排降碳做出貢獻(xiàn)，又有強(qiáng)烈的示范效應(yīng)，在政策大力支持及社會(huì)廣泛關(guān)注下將迅速發(fā)展，換電不失為緩解里程焦慮的一種可行手段。本文提出了合理的純電動(dòng)輕型商用車換電方案構(gòu)想，以供廣大同行借鑒。