鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2018年09月04日
電動(dòng)車(chē)電池技術(shù)短板分析
比起傳統(tǒng)燃油汽車(chē),特斯拉的底盤(pán)結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡(jiǎn)單,節(jié)省了很多空間。
電動(dòng)車(chē)的優(yōu)點(diǎn)不少:
第一是節(jié)能。眾所周知,傳統(tǒng)汽車(chē)的能量來(lái)源是石油。相對(duì)于其他主要能源形式,石油儲(chǔ)量少且不可再生。盡管近幾十年來(lái),圍繞“剩余石油還夠開(kāi)采多少年”這個(gè)問(wèn)題,專(zhuān)家們展開(kāi)了多次爭(zhēng)論,但是原油儲(chǔ)量不斷減少,并且產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到峰值卻是不爭(zhēng)的事實(shí)。相信車(chē)主們面對(duì)不斷攀高的油價(jià),一定會(huì)認(rèn)同這一點(diǎn)。
同時(shí),由于主要石油產(chǎn)地(中東地區(qū)、俄羅斯、中亞國(guó)家)和主要石油消費(fèi)地(美國(guó)、西歐、東亞)的不一致,圍繞著石油的控制權(quán),數(shù)十年來(lái)各相關(guān)國(guó)家展開(kāi)了激烈的政治、經(jīng)濟(jì)甚至特種博弈。這個(gè)問(wèn)題對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)也至關(guān)重要。2013年,中國(guó)超過(guò)美國(guó),成為世界最大的石油進(jìn)口國(guó),石油對(duì)外依存度逼近60%。因此,發(fā)展電動(dòng)汽車(chē),降低石油對(duì)外依存度,對(duì)中國(guó)的經(jīng)濟(jì)安全、地緣政治安全有重大意義。
電動(dòng)車(chē)用的是二次能源——電能。電能的來(lái)源十分廣泛,除了儲(chǔ)量比石油豐富很多的煤以外,還有可再生的水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能,以及潛力巨大的核能。因此,如果電動(dòng)車(chē)能廣泛普及,不僅會(huì)對(duì)人們的生活方式產(chǎn)生重大改變,對(duì)全球地緣政治格局也會(huì)有所改變。
電動(dòng)車(chē)的第二個(gè)優(yōu)勢(shì)是幫助對(duì)付霧霾。汽車(chē)尾氣是城市霧霾的重要來(lái)源。目前,各國(guó)對(duì)汽車(chē)尾氣排放的標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)。而電動(dòng)車(chē)在運(yùn)行時(shí)自身不排放尾氣,在城市的空氣污染治理方面優(yōu)勢(shì)明顯。就總的污染量來(lái)說(shuō),雖然燃煤發(fā)電也會(huì)有污染物,但是用大型發(fā)電廠和分散的內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)相比,能源利用效率更高,發(fā)電廠對(duì)于廢氣的集中處理也能讓廢氣排放量降低。
第三點(diǎn)是傳動(dòng)和控制的優(yōu)勢(shì),這一點(diǎn)涉及電動(dòng)車(chē)傳動(dòng)的一些特點(diǎn)。舉例來(lái)說(shuō),汽油發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在上千攝氏度、幾十個(gè)大氣壓的惡劣工況下,需要精密的制造技術(shù)、控制技術(shù),和復(fù)雜的潤(rùn)滑系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)(散熱系統(tǒng)還不停地把寶貴的汽油燃燒的熱量白白散發(fā)到大氣中)。發(fā)動(dòng)機(jī)需要定期保養(yǎng),換機(jī)油。而且發(fā)動(dòng)機(jī)需要通過(guò)復(fù)雜的變速箱、傳動(dòng)軸、減速器,才能把能量傳遞給車(chē)輪。大部分傳遞過(guò)程都是通過(guò)金屬的齒輪和軸承的“硬連接”。所有的部件都需要復(fù)雜的制造工藝并且容易損壞(想想各大車(chē)廠因?yàn)樽詣?dòng)變速箱出問(wèn)題搞了多少次召回)……
所有這一切的麻煩,在電動(dòng)車(chē)這里都不是問(wèn)題。電動(dòng)車(chē)的電池、電動(dòng)機(jī)會(huì)發(fā)熱,但是比起內(nèi)燃機(jī)的散熱要容易處理得多。電動(dòng)車(chē)的能量傳遞也不需要復(fù)雜易損的“硬連接”,“軟”的導(dǎo)線就好了。由于電系統(tǒng)的控制技術(shù)相對(duì)更為成熟,電動(dòng)車(chē)的控制相對(duì)來(lái)說(shuō)容易很多。
比如,很多人都知道,電動(dòng)車(chē)加速性能比汽油車(chē)要好。這是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)調(diào)節(jié)功率比內(nèi)燃機(jī)容易。再舉個(gè)例子,電動(dòng)車(chē)可以比較容易實(shí)現(xiàn)在每個(gè)輪子上都單獨(dú)裝一個(gè)電動(dòng)機(jī),分別控制每個(gè)輪子的轉(zhuǎn)速。這樣車(chē)的轉(zhuǎn)向性能會(huì)產(chǎn)生飛躍。而由于傳動(dòng)問(wèn)題,這在傳統(tǒng)汽油車(chē)上幾乎無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
再比如,傳統(tǒng)汽油車(chē)上,也要安裝一套發(fā)電—電池系統(tǒng),用于車(chē)上各種電子控制系統(tǒng)、車(chē)載娛樂(lè)系統(tǒng)的電源。而電動(dòng)車(chē)就可以合二為一,大大降低成本。
鋰電池并不綠色
前面講了這么多電動(dòng)車(chē)的優(yōu)點(diǎn),那么它有沒(méi)有缺點(diǎn)或隱憂呢?應(yīng)該說(shuō),問(wèn)題很大,非常之大。電動(dòng)車(chē)目前所有的問(wèn)題,都可以歸結(jié)到電池上。
首先,由于技術(shù)的限制,現(xiàn)在的電池容量有限。也就是說(shuō),在一定的重量/體積/成本下,目前的車(chē)載電池可以儲(chǔ)存的電能量有限,而這卻與電動(dòng)車(chē)的行駛里程直接相關(guān)。根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(EPA)的測(cè)試數(shù)據(jù),單次充滿電后,美國(guó)特斯拉公司“modelS”型車(chē)的行駛里程為426公里;日本日產(chǎn)公司的“Leaf”型車(chē)是121公里;德國(guó)寶馬公司的“ActiveE”型車(chē)為151公里。由此可見(jiàn),除了特斯拉,其他電動(dòng)車(chē)的行程都比較有限。但是,特斯拉為此是下了血本的。
其次,現(xiàn)在的電池以鋰電池為主。目前鋰電池的生產(chǎn)(包括鋰礦開(kāi)采)、使用和回收過(guò)程對(duì)環(huán)境的影響有很多爭(zhēng)議。同時(shí),鋰礦在全球的分布極不平均,改為電動(dòng)車(chē)以后,會(huì)不會(huì)受制于產(chǎn)鋰國(guó),也是很多國(guó)家擔(dān)心的問(wèn)題。
特斯拉的電池內(nèi)觀
電池組保修8年有點(diǎn)懸
電池容量是電動(dòng)車(chē)的核心問(wèn)題。可惜萬(wàn)人矚目的特斯拉電動(dòng)車(chē)在電池方面并無(wú)過(guò)人之處。和諸多同行自行研制生產(chǎn)(如比亞迪)或者合資生產(chǎn)電池相比,每輛特斯拉使用了數(shù)千顆從日本松下公司購(gòu)買(mǎi)的18650型鋰離子電池。
要知道,18650電池組應(yīng)用最多的是筆記本電腦,而筆記本電腦的電池通常也就用個(gè)三四年,特斯拉卻為ModelS的電池組提供了長(zhǎng)達(dá)8年的質(zhì)量保修。姑且不談電池這樣的核心部件受制于供應(yīng)商的問(wèn)題,即便是特斯拉的電池管理技術(shù)十分出眾,筆者也很擔(dān)心,特斯拉這一承諾有點(diǎn)懸,將來(lái)可能會(huì)為此背上沉重包袱。
在電池管理技術(shù)和控制技術(shù)方面,電池管理系統(tǒng)(BMS)的主要任務(wù)是提高電池的利用率,防止電池出現(xiàn)過(guò)度充電和過(guò)度放電,延長(zhǎng)電池的使用壽命,監(jiān)控電池的狀態(tài)。此外,電池管理系統(tǒng)還要監(jiān)控電池系統(tǒng)的溫度,控制散熱系統(tǒng),防止過(guò)熱等。特斯拉和其他主流車(chē)型相比,并無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。
另外值得一提的是,比亞迪雖然在控制技術(shù)上和德國(guó)、美國(guó)、日本的大公司有一定差距,但比亞迪強(qiáng)勢(shì)的電池技術(shù)彌補(bǔ)了其不足,在中低端電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)上,行程有較大優(yōu)勢(shì)的比亞迪會(huì)有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。
另外,在安全問(wèn)題上,特斯拉的車(chē)一直有較大爭(zhēng)議。在數(shù)起碰撞—著火事故發(fā)生以后,美國(guó)交通部下屬的高速公路交通安全管理局對(duì)特斯拉的ModelS型車(chē)進(jìn)行了安全調(diào)查。
據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道,在特斯拉表示會(huì)為電池增加額外的保護(hù)層之后,高速公路交通安全管理局結(jié)束了對(duì)ModelS型車(chē)的安全調(diào)查。
2013年11月6日,一輛黑色的特斯拉ModelS型車(chē),在美國(guó)田納西州納什維爾與一輛牽引車(chē)追尾后,因底盤(pán)受損導(dǎo)致起火。










