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電池知識(shí)

電池能量密度不夠高該怎么辦?如何增加電池續(xù)航?

來(lái)源:寶鄂實(shí)業(yè)    2019-05-21 18:17    點(diǎn)擊量:

電動(dòng)車的動(dòng)力電池,在技術(shù)層面,完全能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。

目前電動(dòng)車行業(yè)不推行標(biāo)準(zhǔn)化電池,難點(diǎn)不在技術(shù)攻關(guān),而在于生產(chǎn)電動(dòng)汽車的各廠家。

大部分品牌電動(dòng)汽車廠家都在自主開發(fā)動(dòng)力電池,而這些汽車品牌廠家之間都是彼此競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系,他們都不會(huì)“資敵”,即把自己開發(fā)的電池給其他同行使用。

電動(dòng)汽車有三個(gè)技術(shù)難點(diǎn):1.動(dòng)力電池技術(shù); 2.驅(qū)動(dòng)電機(jī)與控制器技術(shù); 3.整車的能量管理系統(tǒng)。

如果動(dòng)力電池技術(shù)不過(guò)關(guān),電動(dòng)汽車就存在相當(dāng)大的安全隱患。一旦電池出安全事故,對(duì)品牌廠商將是重大甚至是毀滅性打擊。

而目前動(dòng)力電池技術(shù)尚有這樣那樣的技術(shù)不成熟,所以各品牌車廠或花費(fèi)了大量的精力獨(dú)立研發(fā)動(dòng)力電池,或費(fèi)心考察后與電池廠聯(lián)合開發(fā)動(dòng)力電池,確保自己在動(dòng)力電池方面的競(jìng)爭(zhēng)力。

電動(dòng)汽車市場(chǎng)是是新興行業(yè),在能源緊缺、綠色環(huán)保需求的大趨勢(shì)下,將會(huì)是未來(lái)的風(fēng)口,這塊大餅很多人想啃。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,在電動(dòng)汽車上采用標(biāo)準(zhǔn)化的電池,是順應(yīng)電動(dòng)汽車市場(chǎng)發(fā)展的必然之路。

為什么這樣說(shuō)呢,因?yàn)槟壳暗倪@種電動(dòng)汽車開發(fā)思路,有如下弊端: 

1. 動(dòng)力電池品種太多,廢舊電池回收成本高。

電動(dòng)汽車使用幾年后,電池?fù)p耗,達(dá)不到汽車的續(xù)航里程需求,需要更換電池時(shí)其內(nèi)部動(dòng)力電池回收是難題。目前舊電池回收由電池廠承擔(dān),不過(guò)電池廠如此做的目的,是基于中國(guó)政府的補(bǔ)貼。一旦政府補(bǔ)貼在逐年降低,甚至取消補(bǔ)貼后,電池廠家很難消化不同規(guī)格的舊電池。

2. 不利于舊動(dòng)力電池的梯次利用。

汽車動(dòng)力電池使用若干年后,雖然會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)汽車的續(xù)航里程下降,但其基本性能還是OK的,技術(shù)上可以滿足其他領(lǐng)域,比如用于儲(chǔ)能、備用電源方面。不過(guò)如果舊動(dòng)力電池是非標(biāo)品,難以拆分,外形與尺寸形態(tài)各異,實(shí)際上是很難批量化在儲(chǔ)能、備用電源上應(yīng)用。

3、 電動(dòng)汽車成本高居不下。

這是最大的弊端。目前有政府補(bǔ)貼,消費(fèi)者還體會(huì)不到,但補(bǔ)貼取消后,高價(jià)的電動(dòng)汽車價(jià)格+后期動(dòng)力電池的更換費(fèi)用,會(huì)比普通油箱汽車高出很多。目前電動(dòng)汽車的BOM成本中動(dòng)力電池占比很大,其原因就是動(dòng)力電池成本過(guò)高。

動(dòng)力電池有技術(shù)難度,電池廠或車獨(dú)立研發(fā)動(dòng)力電池成本太高。研發(fā)動(dòng)力電池,公司需要配備相應(yīng)的技術(shù)人員,配置開發(fā)、測(cè)試設(shè)備,并花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間用于的電池開發(fā)。如此耗費(fèi)大量人力物力時(shí)間金錢,最后開發(fā)出來(lái)的動(dòng)力電池,卻只能應(yīng)用到對(duì)應(yīng)的電動(dòng)汽車上,而不能用到其他車型上。這不利于動(dòng)力電池成本控制,也就是電動(dòng)汽車成本的下降。 

4、 電池維修、更換麻煩,必須回原廠。

目前的動(dòng)力電池都是大塊頭,重量在1噸左右。動(dòng)力電池模組是分為兩部分,一部分是電芯串并聯(lián)成電池模塊;另一部分是電池模塊再串并聯(lián)并焊接、鉚釘在一起,一旦組裝好后,非常難拆卸。如果出現(xiàn)問(wèn)題,就需要專業(yè)人員采用專業(yè)設(shè)備拆解。拆解后,電池模組的外殼不可復(fù)原,需要更換新外殼。并且動(dòng)力電池模組拆解后的測(cè)試,找出故障,并更換故障電芯,也相當(dāng)相當(dāng)?shù)馁M(fèi)勁。

如果有一家動(dòng)力電池廠,開發(fā)出的動(dòng)力電池,既滿足安全性、可靠性;又高度可控;還足夠智能且能響應(yīng)靈敏的BMS/PMS技術(shù);還能夠支持動(dòng)態(tài)串并聯(lián),且滿足電動(dòng)汽車的電氣性能,車廠買到電池就能即采即用。那車廠何苦還要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力自主開發(fā)電池呢?

只要這種標(biāo)準(zhǔn)化的動(dòng)力電池出現(xiàn)規(guī)?;膽?yīng)用,電池的回收市場(chǎng),二次梯度利用市場(chǎng)以及電池?fù)Q電市場(chǎng)就會(huì)自然而然地順應(yīng)打開。

因此,電動(dòng)車行業(yè)的電池標(biāo)準(zhǔn)化將是大勢(shì)所趨。

目前已經(jīng)有廠商在這一領(lǐng)域做嘗試。

Immotor目前正在推行動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)化,要將動(dòng)力電池模組里的電池模塊做到標(biāo)準(zhǔn)化。這包括了3方面努力:

1, 接口標(biāo)準(zhǔn)化。

車上都是根據(jù)CAN總線,但每家的協(xié)議肯定不一樣,電池對(duì)外提供統(tǒng)一的協(xié)議并且協(xié)議打包,方便客戶使用。

2, 將動(dòng)力電池模組由標(biāo)準(zhǔn)化的單體電池模塊通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化接口,在PMS上串并聯(lián)組合,這樣不同容量需求的動(dòng)力電池模組可以通過(guò)不同數(shù)量的串并聯(lián)組合達(dá)到。

(串并聯(lián)的技術(shù)對(duì)算法和電路搭建的要求非常高,Immotor在這方面的技術(shù)研發(fā)已經(jīng)卓有成效。)

3, 設(shè)計(jì)單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電池模塊,每個(gè)電池模塊都具備所有的保護(hù)功能,安全性更好,也更方便電池廠家按照不同的車架空間排布組合現(xiàn)有的電池模組。

至于其他答主所說(shuō)的那家換電公司倒閉,只能說(shuō)是不幸。不適合市場(chǎng)的換電技術(shù)模式,自然會(huì)被市場(chǎng)所拋棄。

都比較禁錮于電池內(nèi)部設(shè)計(jì),還有一個(gè)車只能有一個(gè)電池組的思路,其實(shí)不然,很多用電池設(shè)備都需要不止一個(gè)電池,有些筆記本電腦等需要連續(xù)工作的或者對(duì)體積要求高的設(shè)備也可以在不同位置分別接入和管理不同的電池組(通常是不同體積和容量,也有不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)),設(shè)置其中的放電順序和放電量甚至允許其中一個(gè)向另一個(gè)充電,在啟動(dòng)狀態(tài)下任意裝載。一個(gè)汽車上也可以不止一組符合標(biāo)準(zhǔn)的電池組放在不同位置,通過(guò)搭配來(lái)適應(yīng)不同汽車的設(shè)計(jì)需要,乃至于一個(gè)車上可以有不同種符合標(biāo)準(zhǔn)的電池放在不同位置以適應(yīng)不同時(shí)間的需求,短途通勤和大量運(yùn)輸需求時(shí)可以只攜帶一部分電池來(lái)降低自重騰出空間,一個(gè)人去遠(yuǎn)郊可以把后備箱裝滿電池來(lái)增大續(xù)航。車上有符合不同標(biāo)準(zhǔn)電池組位置也可以減少換電點(diǎn)庫(kù)存不符合車輛要求帶來(lái)的麻煩。這種電池組就可以只規(guī)定體積,接口,輸出功率和一些安全要求,而容量和內(nèi)部結(jié)構(gòu)這種東西則交給市場(chǎng)來(lái)調(diào)節(jié),由不同廠家根據(jù)技術(shù)優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)出不同產(chǎn)品,然后消費(fèi)者或者換電池的提供商再選購(gòu)。

普通7號(hào)電池(LR03,AAA,直徑10.5mm 高44.5mm)就可以有鎳氫、堿性、碳性乃至于鋰電池的不同制造方案,7號(hào)電池加裝形狀外殼也可以適應(yīng)大部分5號(hào)電池使用場(chǎng)合。電動(dòng)車單個(gè)電池組標(biāo)準(zhǔn)也不必考慮那么多里面的企業(yè)間核心技術(shù)問(wèn)題或者技術(shù)是否成熟,而只要制定通用的符合安全性能和汽車設(shè)計(jì)需求的若干標(biāo)準(zhǔn)。甚至隨著以后的燃料電池發(fā)展,同樣形狀和輸出的燃料電池接入也可以讓現(xiàn)在電動(dòng)汽車動(dòng)力部分繼續(xù)使用,或者現(xiàn)在技術(shù)下,偶爾出遠(yuǎn)門的時(shí)候裝入租用的嵌入式的燃料發(fā)電機(jī)就可以成為使用普通燃料的汽車了(混合動(dòng)力汽車思路)。

 
1 電池能量密度不夠高,需要增大電池以增大電量增加續(xù)航。
2 目前很多車是從油車改過(guò)來(lái)的,不同車型能給出的空間不一樣。類似于蔚來(lái)和特斯拉這樣從頭就根據(jù)電動(dòng)車特點(diǎn)設(shè)計(jì)的平板型電池更易標(biāo)準(zhǔn)化。
等電池能量密度增加、成功新車型越來(lái)越多時(shí),離電池標(biāo)準(zhǔn)化就不遠(yuǎn)了
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