根據調查，2020年我國兩輪電動車行業保有量約3.25億輛，66%的中國家庭擁有電動自行車，兩輪電動車已廣泛應用于個人出行、即時配送、共享出行等領域。但是電動車充電爆炸事件時有發生，據國家消防救援局統計，今年以來共發生6000多起電動車火災事故，其中80%都是在充電過程中引起。為了解決電動車充電難、續航短、易發生充電事故等痛點，“以換代充”作為解決電動自行車多項痛點的重要措施引發關注。
換電柜不是一個新概念，幾年前就已經應用于一些十分依賴電動車的配送人群，比如外賣員、快遞員等。換電柜從外形來看非常類似快遞柜，不過里面裝的并不是快遞，而是一塊塊電池，用戶可以通過掃碼，將電動車沒電的電池與換電柜內充滿電的電池互換，一分鐘就可以完成能源補給，極大減少充電等待時間。換電柜系統也與快遞柜類似，采用物聯網技術，主要由換電柜終端、電池、管理后臺、移動端等部分組成
換電柜終端：用于電池存放和充電，每個格子儲存一塊電池；終端柜體上通常有一塊顯示屏，用戶可通過顯示屏了解當前換電柜內所有電池的電量、手機掃碼進行租用。
管理后臺：管理后臺可查看所有換電柜站點、以及所有電池的狀態、位置、使用數據；
移動端：根據登錄人員身份的不同，呈現不同的數據和界面；商家可查看所管理的換電柜使用數據、付費數據等；運維人員可操作打開所管理的換電柜，更換電池、檢查故障；用戶可通過操作租用電池。
換電柜終端解決方案
換電柜終端是整個系統的主要硬件，內部主要由控制主機、倉儲板和諸多監測防護模塊構成。由于換電柜內部存放大量的電池，充電會造成箱體內部溫度升高，極易發生事故。為保護換電柜安全穩定運行，換電柜配備了許多防護監測設備，如安裝水浸、煙感、溫濕度等傳感器、風扇、防雷裝置、消防裝置、電壓檢測模塊、電流檢測模塊等，當換電柜出現漏電、短路、過載時自動斷電保護，并通知后臺管理員，從各個方面保護充電用電安全。
控制主機作為換電柜的核心進行數據采集和傳輸，采集換電柜、單個倉柜、電池等信息，傳輸到后臺管理中心，控制倉門開關狀態。其內部控制板可采用啟揚i.MX8M mini核心板，基于NXP i.MX8M mini處理器，4核Cortex-A53+Cortex-M4架構，擁有極強的性能，可滿足換電柜系統穩定運行的要求；支持1080P H.265/VP9視頻硬解碼，支持連接多尺寸觸摸屏幕，實現人機交互，方便用戶通過換電柜觸摸屏進行換電操作；顯示屏還可顯示換電柜狀態、倉柜內電池狀態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，多種無線通信方式，保障穩定的數據傳輸，支持多種通信協議，可實現遠程升級、故障報警和遠程維護管理；支持多路串口，豐富接口支持連接攝像頭、傳感器和各類模塊，實現換電柜的狀態監測和安全管理；可選用工業級高品質器件，工作溫度可達-40℃~85℃，滿足換電柜長時間運作的需要；支持Linux、Android操作系統，底層接口全面引出以適配第三方軟件。
“碳達峰 碳中和”政策不斷推進、新國標的確立，電動自行車賽道熱度不斷上漲，換電市場也一片繁榮景象，但換電站站點布局密度、車輛型號電池規格不統一、成本高等問題仍亟待解決。
