电池能量密度不够高该怎么办?如何增加电池续航?
电动车的动力电池,在技术层面,完全能够实现标准化。
目前电动车行业不推行标准化电池,难点不在技术攻关,而在于生产电动汽车的各厂家。
大部分品牌电动汽车厂家都在自主开发动力电池,而这些汽车品牌厂家之间都是彼此竞争的关系,他们都不会“资敌”,即把自己开发的电池给其他同行使用。
电动汽车有三个技术难点:1.动力电池技术; 2.驱动电机与控制器技术; 3.整车的能量管理系统。
如果动力电池技术不过关,电动汽车就存在相当大的安全隐患。一旦电池出安全事故,对品牌厂商将是重大甚至是毁灭性打击。
而目前动力电池技术尚有这样那样的技术不成熟,所以各品牌车厂或花费了大量的精力独立研发动力电池,或费心考察后与电池厂联合开发动力电池,确保自己在动力电池方面的竞争力。
电动汽车市场是是新兴行业,在能源紧缺、绿色环保需求的大趋势下,将会是未来的风口,这块大饼很多人想啃。从长远看,在电动汽车上采用标准化的电池,是顺应电动汽车市场发展的必然之路。
为什么这样说呢,因为目前的这种电动汽车开发思路,有如下弊端:
1. 动力电池品种太多,废旧电池回收成本高。
电动汽车使用几年后,电池损耗,达不到汽车的续航里程需求,需要更换电池时其内部动力电池回收是难题。目前旧电池回收由电池厂承担,不过电池厂如此做的目的,是基于中国政府的补贴。一旦政府补贴在逐年降低,甚至取消补贴后,电池厂家很难消化不同规格的旧电池。
2. 不利于旧动力电池的梯次利用。
汽车动力电池使用若干年后,虽然会导致电动汽车的续航里程下降,但其基本性能还是OK的,技术上可以满足其他领域,比如用于储能、备用电源方面。不过如果旧动力电池是非标品,难以拆分,外形与尺寸形态各异,实际上是很难批量化在储能、备用电源上应用。
3、 电动汽车成本高居不下。
这是最大的弊端。目前有政府补贴,消费者还体会不到,但补贴取消后,高价的电动汽车价格+后期动力电池的更换费用,会比普通油箱汽车高出很多。目前电动汽车的BOM成本中动力电池占比很大,其原因就是动力电池成本过高。
动力电池有技术难度,电池厂或车独立研发动力电池成本太高。研发动力电池,公司需要配备相应的技术人员,配置开发、测试设备,并花费很长时间用于的电池开发。如此耗费大量人力物力时间金钱,最后开发出来的动力电池,却只能应用到对应的电动汽车上,而不能用到其他车型上。这不利于动力电池成本控制,也就是电动汽车成本的下降。
4、 电池维修、更换麻烦,必须回原厂。
目前的动力电池都是大块头,重量在1吨左右。动力电池模组是分为两部分,一部分是电芯串并联成电池模块;另一部分是电池模块再串并联并焊接、铆钉在一起,一旦组装好后,非常难拆卸。如果出现问题,就需要专业人员采用专业设备拆解。拆解后,电池模组的外壳不可复原,需要更换新外壳。并且动力电池模组拆解后的测试,找出故障,并更换故障电芯,也相当相当的费劲。
如果有一家动力电池厂,开发出的动力电池,既满足安全性、可靠性;又高度可控;还足够智能且能响应灵敏的BMS/PMS技术;还能够支持动态串并联,且满足电动汽车的电气性能,车厂买到电池就能即采即用。那车厂何苦还要花费大量的时间和精力自主开发电池呢?
只要这种标准化的动力电池出现规模化的应用,电池的回收市场,二次梯度利用市场以及电池换电市场就会自然而然地顺应打开。
因此,电动车行业的电池标准化将是大势所趋。
目前已经有厂商在这一领域做尝试。
Immotor目前正在推行动力电池标准化,要将动力电池模组里的电池模块做到标准化。这包括了3方面努力:
1, 接口标准化。
车上都是根据CAN总线,但每家的协议肯定不一样,电池对外提供统一的协议并且协议打包,方便客户使用。
2, 将动力电池模组由标准化的单体电池模块通过标准化接口,在PMS上串并联组合,这样不同容量需求的动力电池模组可以通过不同数量的串并联组合达到。
(串并联的技术对算法和电路搭建的要求非常高,Immotor在这方面的技术研发已经卓有成效。)
3, 设计单个标准电池模块,每个电池模块都具备所有的保护功能,安全性更好,也更方便电池厂家按照不同的车架空间排布组合现有的电池模组。
至于其他答主所说的那家换电公司倒闭,只能说是不幸。不适合市场的换电技术模式,自然会被市场所抛弃。
都比较禁锢于电池内部设计,还有一个车只能有一个电池组的思路,其实不然,很多用电池设备都需要不止一个电池,有些笔记本电脑等需要连续工作的或者对体积要求高的设备也可以在不同位置分别接入和管理不同的电池组(通常是不同体积和容量,也有不同的内部结构),设置其中的放电顺序和放电量甚至允许其中一个向另一个充电,在启动状态下任意装载。一个汽车上也可以不止一组符合标准的电池组放在不同位置,通过搭配来适应不同汽车的设计需要,乃至于一个车上可以有不同种符合标准的电池放在不同位置以适应不同时间的需求,短途通勤和大量运输需求时可以只携带一部分电池来降低自重腾出空间,一个人去远郊可以把后备箱装满电池来增大续航。车上有符合不同标准电池组位置也可以减少换电点库存不符合车辆要求带来的麻烦。这种电池组就可以只规定体积,接口,输出功率和一些安全要求,而容量和内部结构这种东西则交给市场来调节,由不同厂家根据技术优势设计出不同产品,然后消费者或者换电池的提供商再选购。
普通7号电池(LR03,AAA,直径10.5mm 高44.5mm)就可以有镍氢、碱性、碳性乃至于锂电池的不同制造方案,7号电池加装形状外壳也可以适应大部分5号电池使用场合。电动车单个电池组标准也不必考虑那么多里面的企业间核心技术问题或者技术是否成熟,而只要制定通用的符合安全性能和汽车设计需求的若干标准。甚至随着以后的燃料电池发展,同样形状和输出的燃料电池接入也可以让现在电动汽车动力部分继续使用,或者现在技术下,偶尔出远门的时候装入租用的嵌入式的燃料发电机就可以成为使用普通燃料的汽车了(混合动力汽车思路)。2 目前很多车是从油车改过来的,不同车型能给出的空间不一样。类似于蔚来和特斯拉这样从头就根据电动车特点设计的平板型电池更易标准化。
等电池能量密度增加、成功新车型越来越多时,离电池标准化就不远了