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电动汽车唯有走向电池组租赁方式,快速更换电池的道路才能快速发展。

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储能电池
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本网技师
  • 2018-9-28 21:25:16
我认为目前电动汽车的自燃等问题绝大多数都是快速充电而引起的,快充对充电桩对电池对电网带来了太多的不确定因素,弊端太多。假设与普通汽油车的加油时间差不多,以5分钟来计算,按一辆小型车的动力电池组的电量为30千瓦时,又假设残余容量是5%,要在5分钟内满充28.5千瓦时,也就是以342千瓦/时的速率充电,这对充电桩,对充电站,对电池组都是一个考验。而且唯有这样才能与普通车一样加油的几分钟体验。但是大家都知道在目前是不可能的,在接下来的很长一段时间里也是不可能的,因为在极短的时间段内电能的能量转移带来的热量太大发热太厉害,充电桩与电池与承受不了,连电网都受不了。所以只能靠延长充电时间来降低危险,让充电设备能在承受的范围内工作。然而,哪怕加长了充电时间,比如一个小时之内满充电池,假如有几十台车在同时充电,要求充电站有几千千瓦时到上万千瓦时的供电能力,这等于每个充电站都要建造大型变电站(具体我没算过,想象当中应该是很厉害的,搞变电站的工程师肯定比我知道的多)。还有,高峰时候充电站里面所有的充电桩都被车子占了位置,都在死等起码几十分钟的充电时间,等待充电的车肯定会排成长长的队伍,又进一步的对充电站形成压力和安全隐患。住宅小区搞充电桩则更浪费资源,既占用了公共场合,又会带来安全隐患,又容易被偷盗破坏。购物中心设立充电桩也是同样的问题,而且空的时候充电桩闲置,忙的时候又急不出,放在家里的充电桩是个很大的安全隐患(单相电流很大,一个7千瓦的充电桩,电流要30多个安培,夏天空调一开,所需电流更大,5-60安培的电流,对家用电线的供电压力太大了)。而且随着电池容量密度体积的改善,今后的电池组的容量将更大,续航能力会增加,然后对快充的要求也随之更高,充电时间也将拉的更长,。。。,由此可见,快充技术弊端多多,越走越是死胡同。

那解决的办法有没有呢?肯定是有的,我们要改变思维,比如买车,但不买电池组,电池组只租不卖。首先要国家管理部门召集社会各方共同参与制订电动汽车使用的电池组的标准,规定一个统一的物理标准,比如确定电池的长宽高和标准接口,把电池组统一装在车的底部,从下往上顶,用快速卡具卡住。还可以把电池组分成两组,轻型和重型,比如轻型的在30千瓦时左右,重型的在60千瓦时以上,小型电动车只配轻型的,作为代步工具上街买买东西的,只在周边行使,车本身就小自重要轻。别的车可以轻重两种电池都可配置(两者兼容),大巴和载重卡车可以有专用的超重型电池组的配置,还可以留几个位置,在需要的时候,比如跑远途的时候多配几个。每个电池组有一个唯一的不可更改的身份号码,内置一个记录模块,记录该电池组的一生经历,比如充电放电次数,充电前的残余电量,充电后的电量,累计充放电次数,电池总的剩余电量,。。。,越详细越好,按照现在的电子技术应该不是很难搞的事情。接下来的事情就简单的多了,大家上充电站只是更换电池,快速装卸电池组(这也是比较容易做的到的,这里就不多说了),算一下差价,付钱走人,这速度甚至比加油都快。换下来的电池组放到充电架上去慢慢的充(充电桩变成了充电架,节省空间),白天晚上24小时不间断的轮流充电,极大的提高了效率,降低了对充电站的供电能力的要求。也可以送去专门充电的大型充电站(如同存油的油罐区)充电取电,在某些地区甚至可以建造大规模的太阳能板充电系统,在白天给这些电池组充电,晚上给周边区域供电,成了供电站。还有,随着电池的能量密度单位的提高,今后的轻型电池有可能成了现在的重型电池组,车的续航时间也自然延长。到若干年后,可能搞一个更紧凑型的物理尺寸的标准,那是后话了。

至于大家担心的电池与汽车的接口之间的连接,还有可靠性和使用寿命等问题是很好解决的,比如电池组两侧面设计若干组凹进去的槽,槽里面设置表面镀金的带弹性的耐磨铜片,汽车对应的部位设置相应的表面镀金的带弹性的耐磨铜片,两者作为与车之间的连接,电池的正负两个极都通过侧滑方式连接,物理设计保证有几十平方的紧密接触面,通过几千安培的电流绝对没问题。电动汽车启动的短短几秒钟内才有可能需要巨量的电流,正常行驶消耗的电流才几十上百个安培,这类设计足以担当上万次的长期的装拆使用。而充电桩的状况就差的多了,基本要求连续不断在一定的时间段内承受几十(几个小时)或者几百(半小时左右)安培的大电流,快充引起的电池组发热,里面的介质之间的薄膜经常处于高温低温带来的热胀冷缩的冲击,到了一定时间后个别薄膜破裂引起电池局部短路,进而自燃整个电池燃烧爆炸,连带车子一起完蛋。而去充电站以不升温(比如控制在电池内部温度不高于50°)为原则的充电,将使电池发热的条件基本消除(几秒钟的加力启动对电池组的温升影响基本忽略不计)。

至于电池组与车子之间的通信问题就更容易解决了,这简直就不是个问题。用载波的方式通过正极以RS485的通信协议(或者CAN或其它任何协议)与车内控制电路交流,就能完美的解决,当然也可以内置WiFi模块,搞个手机应用程序,通过手机就可以监看电池的状态。
在每个城市的相关地区建造一定数量的超大型的充电站,直接连接超高压电网,大量的电池组在这里被充电,被维护保养,比如搞堆积式架构,把要充电的电池组通过传输装置从顶端沿着带有电极的导轨放置,在下降的过程中被逐渐充满电,被满充的电池组在下面取出,通过传输装置送去堆放区,还有专门的大型运输车运送电池组,电池组将被装在专用的货架里,高密度紧凑的排放,方便高效率的装卸车,然后被送去路边充电站补充满充的电池组的同时,拿回要充电的电池组。

这个方案把造车的与做电池的分离,而且电池组的标准化对车厂也更有利,可以通过同样电池组的配置,证明自己造的车开的路程更远,更省电,对车厂的资金压力将有极大的减轻,制造电池的厂家也能大批生产,不被车厂的销量绑架,而电池组的好坏,通过内置记忆模块被读出来供管理者分析,反馈回电池研发人员进一步的改进。大数据将提供一切必要的数据给厂家改进,给终端客户选车的指南。将越做越好。卖车的不卖电池,生产电池组的不搞电池租赁,只要有足够的电池组在市场上周转,解决好电池租赁和收费标准的方法,就可以大规模的推广,全世界都通用。正所谓退一步海阔天空,换一种思维方式解决电池了的充电问题。最关键的是彻底解决了快充引起的太多的安全方面的问题,绝大多数的电池组自燃问题将根本不存在了。

估计电池租赁需要国家主导搞,单靠企业搞没号召力,国家出面搞个动力电池组基金,比如筹它个几千个亿,全社会集资,筹集的资金用来建造像油罐区那样的大型充电站,直接连上超高压电网,在某些区域可以用太阳能板建造大型光能发电站,利用太阳光发电,电池有买车者出押金租。基金的收益来自于充电收费的一部分,或者开始若干年内由国家买单以示支持。该基金规定只有中国国籍的人才能买,而且还限量,保证一定的年回报率,这将是一个金娃娃,谁不愿意抱?

退一步讲,假如大众使用的小车难推广,可以先从城市的电动大巴,电动出租车开始推广,因为这两个使用团体最恨快充方案,耽搁了他们不少宝贵的营业时间和行驶时间。全国各地的大巴公司集合在一起讨论决定电池组的容量尺寸和与车的连接方式。在每个城市分布设立一定量的大型充电站,有专门的车辆来回运送满充后的电池,取回需要充电的电池。这类大型充电站还可以服务出租车,帮电动出租车快速更换电池,。。。可能这类方案更容易强制推行,也最容易取得效果。
随着电池组制造成本的下降,电池组的单价会逐年下降,可以按照当时的采购单价逐年指定租电池组的押金费用,按照租的时候电池组的押金是多少,退回的时候也退回相应的押金的原则,就不会产生更换电池组引起的差价的问题。由于车祸或某些原因造成的电池组报废,相关部门检验后给与证明,作为退押金的凭证。这样大家都没了后顾之忧,放心购买使用电动车。





本着电池组的标识是唯一的,里面的存储的原始资料不可更改的原则,国家制定相应的法律,更改数据或破坏电池组就是犯罪,必须受到惩罚。

这个也是中国通过租赁电池然后换电模式延伸一系列标准霸权的机会。第一,只有中国可以以资金和**强力推动;第二,中国有比亚迪和宁德时代。只要模式运行畅顺了,其他车企就会被迫捏着鼻子上船。

以上是我抛砖引玉,经过一段时间的思考后的设想。有可能有致命的缺陷没考虑进去,希望大家见谅和指正。

nc965
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  • 2018-9-28 22:03:52
 
不如换车方便
储能电池
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  • 2018-9-29 16:07:23
 
那是不现实的吧。电池更换其实不复杂,比大家想象中要容易。
nc965
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  • 2018-9-29 17:51:12
 
换车更容易,现在已经普及了,共享汽车。
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  • 2018-9-29 18:39:31
 
共享汽车? 那才是真正行不通的。
nc965
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  • 2018-9-29 18:45:53
 
楼下停了几辆
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  • 2018-9-29 18:48:48
 
如同共享单车,昙花一现
nc965
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  • 2018-9-29 19:53:42
 
总比换电池不现好一点
储能电池
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  • 2018-9-30 10:47:53
 
换电池需要解决下列的5个问题,在我看来是不难解决的。
1. 统一电池组(我今后会以共享电池这个说法,感觉比较抓眼球)的物理尺寸,这应该是很容易解决的吧,哪怕尺寸偏大,也没关系,因为随着技术进步,电池容量密度会逐渐提高,尺寸不变而容量逐渐跟着增大。
2. 统一两个电极的表面面积与放置位置,比如放置在共享电池的两侧面,已经在我的文章里面有大概的阐述。抛砖引玉,当然会有更完善的方案。也是很容易解决的。
3. 统一的固定方式和位置,比如车底盘。我也大致的阐述了。现在基本都是前驱,车底下有足够的位置存放,理论上也是不难解决的。
4. 统一的装卸方式,达到快速定位,快速装卸的目的。这个也是不难办到的。
5. 统一的共享电池与车内控制电路的数据通信,共享电池与充电站之间的数据通信。这都是现成的,根本不是个问题。

由此可见,真正的难度是各个厂家要有共识,是为了大家的好。而这个工作唯有**出面才有可能开展起来,并取得成功。这是一个千载难逢的机会,中国**不主导,欧盟美国等其它发达国家早晚也会搞。

nc965
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  • 2018-9-30 12:15:23
 
这些都是闭门造车的搞法,总体不看好,主要是物权问题,电池是花钱买的,价格、容量可能相差几倍,技术突飞猛进,宝马凭什么换给奥拓车用。
储能电池
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  • 2018-9-30 12:49:36
 
电池共享后,你说的问题恰恰都不存在。电池的好坏与车无关,与用户无关。只与生产电池的厂商有关,而电池的品质是与厂商标榜的技术指标捆绑在一起的,达不到承诺的指标倒霉的还是厂商自己,这口锅唯有厂家自己背。在共享电池的大数据下,一切数据都是公开的,没人能隐瞒没人能弄虚作假。

再说,车厂也没必要样样自己搞啊,比如轮胎,比如汽车电池,比如公路,又比如加油站,或者打井抽石油,造炼油厂炼油,。。。,为何电池非得自己一手包办?使用电池如同91#,97#汽油,都是按能量收费,原则上没啥区别。
nc965
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  • 2018-9-30 13:22:01
 
出于调侃,曾经提出过换电解液,这比换电池貌似更简单,这里说换电池不如换车,同样是出于调侃,意思是不现实,建议不考虑,考虑也是白考虑,你奔走呼吁二十年也不能实现。
储能电池
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  • 2018-9-30 13:37:45
 
从技术角度来说,换电方案的优点远大于快充方案。成本也更低,技术也没难度,从市场角度来说,剥离了与终端使用者的关系,新车和***辆的买卖变的很容易,更容易被市场接受。你认为呢?
nc965
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  • 2018-9-30 13:41:42
 
我认为:从技术角度来说,换电池当然可以实现,手电筒换了几十年电池,可惜最近被快充取代。所以能够被取代,一定也是因为成本、技术、市场更容易被终端使用者接受的缘故。
储能电池
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  • 2018-9-30 13:53:48
 
概念不一样啊,以前的手电筒电池都是一次性的能源,可充能源价格昂贵,还不如每次买新的一次性的电池划算。现在的情况改变了,当然充电式合理。但是量变引起质变,当充电电流大到一定地步,而且要在极短的时间段内完成。那充电式又不合理了,还不如换更快更合理。
nc965
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  • 2018-9-30 13:58:42
 
这里面有本质上的问题吗?
储能电池
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  • 2018-9-30 14:03:21
 
零点几个安培的电流,能与上万安培的电流同一个级别吗?
nc965
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  • 2018-9-30 14:13:31
 
你不防具体计算一下现有快充协议的容量与车充容量的比例,也许没那么恐怖。或者你直接把手机放大到汽车底盘的体积,看看充电接口有多大点?
储能电池
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  • 2018-9-30 14:18:37
 
我是从原理上证明快充技术的性价比不高,再从技术上认证对电网对家庭供电线路的危害性,从市场角度分析它的不合理性。
nc965
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  • 2018-9-30 14:22:48
 
从市场角度分析我的第一条结论:换电池的费用一定比燃油贵,无人能接受。你分析一下?
储能电池
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  • 2018-9-30 14:42:38
 
凭啥会贵?这方面我没数据,说不上啥。
nc965
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  • 2018-9-30 14:48:03
 
说了有物权问题,电池贵,充不了几次就要换新的,谁掏钱?
储能电池
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  • 2018-9-30 14:55:08
 
电池组是租用的,按实际使用量付费。与新旧程度,容量大小毫无关系。
nc965
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  • 2018-9-30 15:03:38
 
只要费用超过燃油,就没人用,而且我判断,费用一定超过
储能电池
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  • 2018-9-30 18:25:25
  • 倒数8
 
费用的问题快充也一样,两者区别不大,感觉电池更换会更省,因为是专业化集约化管理。唯一的区别是充电桩可以在家里慢充,可能会省点钱,仅此而已。
nc965
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  • 2018-9-30 20:14:55
  • 倒数7
 
费用的差别在于:快充电池是车主一次性购买的,用旧了也一次性更新,不在充电成本内;而换电池方式,这些一次性费用都会发生,且会作为运行费用分摊到每度电费中向车主收取。中国人消费习惯考虑的是每公里运营成本,而不是装备购置成本,虽然都知道这是很大一笔钱,但谁都不会去分摊到每公里。
a422877308
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  • 2018-9-30 17:28:15
  • 倒数10
 
难度很大的,首先每个车企的底盘技术不一样,硬生生规定相同的电池组,多数车企做不到,底盘技术是核心技术,没有人会傻到放弃现有技术。
然后是电池通讯方案不一样,不同车企用的BMS和电池通讯方案不一样,算法不一样,也导致没法统一。
储能电池
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  • 2018-9-30 18:14:23
  • 倒数9
 
底盘技术的不同,那到是有可能的,难度确实有。但与车子的通信,属于软件管控,可以对不同的电池组做到自动判断自动匹配。这是小菜一碟,根本不在难题之列。
a422877308
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  • 2018-10-1 10:43:36
  • 倒数6
 
看来你没有接触过电池BMS,不同厂家的硬件设计平台不一样,软件算法不一样。你让特斯拉这种企业和国内的比亚迪上汽共享BMS技术是不可能的。特斯拉为什么可以做到续航高,标称里程和实际里程差不多?国内的车企标称360,实际也就两百多,因为BMS设计的不好,人家的BMS方案很牛逼懂么。不吹牛的说,国内所有的新能源车企都买过特斯拉的车拆解学习,硬件可以模仿,可软件是没办法抄袭的。比亚迪这种的自己生产电池,且以磷酸铁锂为主,他们的电池很少用18650,21700这种,而其他车企不生产电池,用18650和21700的电池模组就多一些。总之,忽略其中利益关系说的再多也是空谈。
a422877308
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  • 2018-10-1 10:54:57
  • 倒数5
 
目前软件算法是新能源汽车最核心的技术,由此可见你并不了解这个行业,说白了,硬件招一群大学生都可以搞得定,TI,NXP这样的企业提供了完善的技术支持,方案可以直接拿来用的。最多调试一下。但是软件算法有相当难度,要保证功能正常,要确保安全性,要在加入EMC措施后对信号的影响进行处理,要最快识别电池异常状态并且做出正确判断。对于消费者就是一个普通的电池,但是车企要避免这个电池在出现各种异常状态下不会电到人,不会爆炸起火,不会在外部干扰或者环境影响下无法工作,仅仅这样还不够,还需要做备用方案,所以新出的BMU都是多核心,主核心工作,其它核心作为备用。这些经验是每个企业通过千万次摸索尝试才获得的。你一句话就想让他们拿出来是不可能的。
储能电池
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本网技师
  • 2018-10-1 19:35:28
  • 倒数4
 
别想的那么复杂先把自己给吓死了。无非就是温度电流之类的,不同材料做的电池都有其共性,否则每个电池都要开小灶,何以整合成系统?
a422877308
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  • 2018-10-5 16:04:54
  • 倒数3
 
既然像你说的那样简单,那为何上汽比亚迪,还有新出的蔚来小鹏这些车企做不出特斯拉那么性能优异的pack呢?难道是因为国产厂家故意不做那么好?又或者说是因为你掌握了国内厂家都没有掌握的技术?如果是后者,那么恭喜你,年薪百万以上的工作等着你。
powerniu
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高级工程师
  • 2018-10-8 16:54:08
  • 倒数2
 
哥们儿,新能源汽车的电源管理很重要的
特斯拉之所以牛逼,BMS做得好也是一个主要原因的,*——*
pizikai
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副总工程师
最新回复
  • 2018-10-29 20:22:48
  • 倒数1
 
支持楼主的看法,电动汽车充电快的问题现在来看很难解决,应该从国家或者行业层面上出台相应电池包标准,提倡只买车不买电池,租赁电池与购买电池共同推广。另外,有几个问题不太明白,第一,为什么国家要补贴电池或者整车生产商而不是补贴给电动汽车购买者,把电动汽车的价格调上去,补贴发给用户,这样就不会发生骗补的现象;第二,为什么国家补贴要以电动汽车的续航里程为标准,把电池做成方形,容量做大,尽可能的利用车辆空间,但是随之招来的问题就是电池的散热不好,一致性差,导致电池没用两三年就废掉了。
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