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电池与汽车不能分开 对换电技术失效模式的分析

2017-06-07 · 来源: 雷洪钧 关注度:10920 次
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充电 换电 动力电池
摘要:研究结论表明,换电模式与充电模式相比,技术难度更大、投入规模更大、普及更困难,投入回收基本无望。下面对电动汽车换电技术进行失效模式分析,供关心的同行参考。

  许多人对中国政府选择纯电技术路线发展新能源汽车有一些微辞,主要理由是动力电池必须配置大量的充电桩来充电,而马路旁边不可能普及众多的充电桩。于是有一些专家积极主张,目前唯一最佳的是换电技术模式。

  笔者长期研究电动汽车电能补充模式,研究结论表明,换电模式与充电模式相比,技术难度更大、投入规模更大、普及更困难,投入回收基本无望。下面对电动汽车换电技术进行失效模式分析,供关心的同行参考。

  一、中国为什么提出弯道超车的新能源汽车发展路线?

  节能减排是世界各国面临的共同任务,汽车发展方向是电动化,这是全世界汽车行业的共同认识和理解。但是在实现上却不同,即不同国家其发展新能源汽车的技术路线存在重大差别:

  a)目前,欧洲以鼓励柴油动力为主,奔驰、奥迪等品牌厂家的选择是更为节能的柴油技术路线;

  b)多年以来,日本主要倡导混合动力,即在现有加油基础设施下,积极推进混合动力技术路线,且取得骄傲的成绩;

  c)美国的民用车市场受日本影响巨大,目前其基本趋势正在靠近日本的混合动力汽车路线;

  d)中国政府经过多年的探索,最后决定以发展纯电动驱动汽车为新能源汽车的技术路线。

  归纳起来:

  a)欧美日目前主张的挖掘燃油汽车的潜力,来提高节能减排效果。当前汽车强国新能源汽车的路线,第一步是混合动力汽车;第二步燃料电池汽车;第三步纯电动汽车。

  b)中国政府在对混合动力技术进行尝试以后,最后提出的选择是,纯电动驱动汽车的技术路线,即对原来汽车技术路线进行调整,主力推进纯电动(含插电式混合)汽车、再推进燃料电池汽车。

  中国政府提出弯道超车技术路线的基本理由:

  一是过去的汽车发展道路是欧美日等强国主导的,中国是一个跟随者;

  二是目前中国已经是汽车生产大国和消费大国,作为一个追随者,通过30年的努力,也没有成为汽车强国,技术上却长期落后;

  三是如今发展新能源汽车,如果继续沿着发达国家制定的发展道路,中国依然成不了汽车强国。

  换一句话说,中国已经有了制定新能源汽车发展道路的气。中国人制定汽车发展道路能不能使得中国成为汽车强国?目前要肯定的回答这个问题还为时过早。但是2016年中国新能源汽车产销已经超过50万辆规模,成为世界第一新能源汽车生产大国的这一事实,可以说明,中国新能源汽车产业已经驶入快速发展通道。

  二、发展电动汽车,车载电池能量如何补给?

  车载电池系统是一个储能部件,其能量补给模式基本上分两大类,一是车上发电补给,混合动力模式归属车上发电补给,燃料电池也是车上发电补给;二是依赖地面电网予以车载电池电能补给。电网给电池电能补给方式有可以分为两种:

  a)换电模式。在地面上先把电池充好,其次把充好电池换换到车上去,再把的电池换一下来,去充电;

  电池与汽车不能分开,对换电技术失效模式的分析

  b)直接充电模式。车载电池通过充电枪(充电器)与电网的电源系统链接后,再予以充电。

  对电池而言,无论换电模式和还是通过充电枪()直接对车载电池充电,都是一个电能补充环节的。与充电模式不同的是,换电模式可以实现工厂式充电生产,可以集规模的、批量式给电池充电。充电好比在加工生产,待充电的电池好,比是待加工的材料,充好的电池好比是出厂的产品。

  电池工厂式的充电模式,其电能补充时间是由电能补充工厂负担了,而直接给车载电池充电的时间,是由车主承担了。电池充电是一个电化学过程,而加油是一个物理过程。按常理说,如果单纯针对电能补充的速度上而言,电化学反应的速度,比物理上的加油速度可以快得多。但是电化学反应速度太快了,安全保障措施成本也是相当高的。所以实际上,电池充电时间比加油时间长得多,是基于电池电能补充安全上考究。通俗地讲,电池电能补充其技术复杂度比物理上加油要难许多倍。

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