根据调查，2020年我国两轮电动车行业保有量约3.25亿辆，66%的中国家庭拥有电动自行车，两轮电动车已广泛应用于个人出行、即时配送、共享出行等领域。但是电动车充电爆炸事件时有发生，据国家消防救援局统计，今年以来共发生6000多起电动车火灾事故，其中80%都是在充电过程中引起。为了解决电动车充电难、续航短、易发充电事故等痛点，“以换代充”作为解决电动自行车多项痛点的重要措施引发关注。

换电柜并不是一个新概念，几年前就已经应用于一些十分依赖电动车的配送人群，比如外卖员、快递员等。换电柜从外形来看非常类似快递柜，不过里面装的并不是快递，而是一块块电池，用户可以通过扫码，将电动车没电的电池与换电柜内充满电的电池互换，一分钟就可以完成能源补给，极大减少充电等待时间。换电柜系统也与快递柜类似，采用物联网技术，主要由换电柜终端、电池、管理后台、移动端等部分组成。

换电柜终端：用于电池存放和充电，每个格子储存一块电池；终端柜体上通常有一块显示屏，用户可通过显示屏了解当前换电柜内所有电池的电量、手机扫码进行租用。

管理后台：管理后台可查看所有换电柜站点、以及所有电池的状态、位置、使用数据；

移动端：根据登录人员身份的不同，呈现不同的数据和界面；商家可查看所管理的换电柜使用数据、付费数据等；运维人员可操作打开所管理的换电柜，更换电池、检查故障；用户可通过操作租用电池。

换电柜终端解决方案

换电柜终端是整个系统的主要硬件，内部主要由控制主机、仓储板和诸多监测防护模块构成。由于换电柜内部存放大量的电池，充电会造成箱体内部温度升高，极易发生事故。为保护换电柜安全稳定运行，换电柜配备了许多防护监测设备，如安装水浸、烟感、温湿度等传感器、风扇、防雷装置、消防装置、电压检测模块、电流检测模块等，当换电柜出现漏电、短路、过载时自动断电保护，并通知后台管理员，从各个方面保护充电用电安全。

控制主机作为换电柜的核心进行数据采集和传输，采集换电柜、单个仓柜、电池等信息，传输到后台管理中心，控制仓门开关状态。其内部控制板可采用启扬i.MX8M mini核心板，基于NXP i.MX8M mini处理器，4核Cortex-A53+Cortex-M4架构，拥有极强的性能，可满足换电柜系统稳定运行的要求；支持1080P H.265/VP9视频硬解码，支持连接多尺寸触摸屏幕，实现人机交互，方便用户通过换电柜触摸屏进行换电操作；显示屏还可显示换电柜状态、仓柜内电池状态和播放广告图文视频；i.MX8M mini核心板支持Wi-Fi/BT模块，mini PCI-e接口可连接4G模块，多种无线通信方式，保障稳定的数据传输，支持多种通信协议，可实现远程升级、故障报警和远程维护管理；支持多路串口，丰富接口支持连接摄像头、传感器和各类模块，实现换电柜的状态监测和安全管理；可选用工业级高品质器件，工作温度可达-40℃~85℃，满足换电柜长时间运作的需要；支持Linux、Android操作系统，底层接口全面引出以适配第三方软件。

“碳达峰 碳中和”政策不断推进、新国标的确立，电动自行车赛道热度不断上涨，换电市场也一片繁荣景象，但换电站站点布局密度、车辆型号电池规格不统一、成本高等问题仍亟待解决。