滿足換電需求：運送輔助電池背後的科學

純電動汽車電池交換服務優化調度的目標是在滿足換電需求的前提下，使一次性運輸調度總成本最小化。電池交換服務要求各充電站科學地運輸發電站的備用電池，這是一個多目標優化決策路線過程。

如果提供換電服務，需要將電池從充電站運到提供純電動汽車換電服務的換電站。由於每條運輸線路經過的更換站數量和里程數不同，為了滿足日常交換站的電池數量需求並減少運輸成本，需要對電池交換的路線進行優化。一個特定區域的幾個主要充電站會被派往幾個次級交換站，這些站具有運輸問題的特徵。

在現有的模式中，車主擁有電池。如果電池交換站變得更加普及，車主需要購買額外的電池或租賃電池。而如果能夠購買一輛無需擁有電池的電動汽車，這具有幾個優勢。由於車主不擁有電池，電動汽車的價格會更便宜。

車主可以支付電池租賃費用，以及在充電站更換電池和充電的費用。這些費用可以在每次更換電池時收取，或者例如設定為每月一次的費用。長期租賃的形式可能會比較昂貴，因為費用包括最少兩套電池和交換站的服務費用。

公車是最重要和廣泛使用的公共交通工具之一。由於經濟可行性和幾乎可以在城市各種路線上服務，而需要很少的維護，所以它們非常受歡迎。公車的特點如下：它們按照特定的時間表行駛預定的路線，幾乎僅在交通服務時間內運行，在路線之間停留一小段時間以進行短暫休息，這意味著在一個路線結束後，公車立即準備好進行下一個路線，以極小的停車時間最大化公車車隊的利用率，而不需在公車場站中長時間停留。

這些特點可以從兩個方面解釋，並且可以作為推動公共交通電動化的論據，但同時也可能是反對的理由。一個需要特別關注的嚴重問題是公車電池的最快充電速度。需要進行電池更換，以避免時間表延誤，並且確保公車的最大可用性。

這種解決方案的優點包括：速度，使消費者能夠繼續開車而不會有重大的延誤；縮短公車電池充電等待時間，以及延長電池的使用壽命；電能流的雙向性和提供輔助服務的能力。電池可以減輕與可再生能源生產的變化，以及不確定性有關的問題。

使用電池交換技術對公車所有者，以及電池交換站所有者來說，可以節省成本，因為可以在低負載期間充電電池，並且有能力將多餘的能量返回到電網，從而實現互惠性的成本降低。