鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:898次 | 2019年09月09日
電動(dòng)汽車(chē)換電技術(shù)進(jìn)行失效模式分析
許多人對(duì)中國(guó)政府選擇“純電”技術(shù)路線(xiàn)發(fā)展新能源汽車(chē)有一些微辭,主要理由是動(dòng)力電池必須配置大量的充電樁來(lái)充電,而馬路旁邊不可能普及眾多的充電樁。于是有一些專(zhuān)家積極主張,目前唯一最佳的是換電技術(shù)模式。
筆者長(zhǎng)期研究電動(dòng)汽車(chē)電能補(bǔ)充模式,研究結(jié)論表明,換電模式與充電模式相比,技術(shù)難度更大、投入規(guī)模更大、普及更困難,投入回收基本無(wú)望。下面對(duì)電動(dòng)汽車(chē)換電技術(shù)進(jìn)行失效模式分析,供關(guān)心的同行參考。
一、中國(guó)為什么提出“彎道超車(chē)”的新能源汽車(chē)發(fā)展路線(xiàn)?
節(jié)能減排是世界各國(guó)面臨的共同任務(wù),汽車(chē)發(fā)展方向是電動(dòng)化,這是全世界汽車(chē)行業(yè)的共同認(rèn)識(shí)和理解。但是在實(shí)現(xiàn)上卻不同,即不同國(guó)家其發(fā)展新能源汽車(chē)的技術(shù)路線(xiàn)存在重大差別:
a)目前,歐洲以鼓勵(lì)柴油動(dòng)力為主,奔馳、奧迪等品牌廠(chǎng)家的選擇是更為節(jié)能的柴油技術(shù)路線(xiàn);
b)多年以來(lái),日本主要倡導(dǎo)混合動(dòng)力,即在現(xiàn)有加油基礎(chǔ)設(shè)施下,積極推進(jìn)混合動(dòng)力技術(shù)路線(xiàn),且取得驕傲的成績(jī);
c)美國(guó)的民用車(chē)市場(chǎng)受日本影響巨大,目前其基本趨勢(shì)正在靠近日本的混合動(dòng)力汽車(chē)路線(xiàn);
d)中國(guó)政府經(jīng)過(guò)多年的探索,最后決定以發(fā)展純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)為新能源汽車(chē)的技術(shù)路線(xiàn)。
歸納起來(lái):
a)歐美日目前主張的挖掘燃油汽車(chē)的潛力,來(lái)提高節(jié)能減排效果。當(dāng)前汽車(chē)強(qiáng)國(guó)新能源汽車(chē)的路線(xiàn),第一步是混合動(dòng)力汽車(chē);第二步燃料電池汽車(chē);第三步純電動(dòng)汽車(chē)。
b)中國(guó)政府在對(duì)混合動(dòng)力技術(shù)進(jìn)行嘗試以后,最后提出的選擇是,純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)路線(xiàn),即對(duì)原來(lái)汽車(chē)技術(shù)路線(xiàn)進(jìn)行調(diào)整,主力推進(jìn)純電動(dòng)(含插電式混合)汽車(chē)、再推進(jìn)燃料電池汽車(chē)。
中國(guó)政府提出“彎道超車(chē)”技術(shù)路線(xiàn)的基本理由:
一是過(guò)去的汽車(chē)發(fā)展道路是歐美日等強(qiáng)國(guó)主導(dǎo)的,中國(guó)是一個(gè)跟隨者;
二是目前中國(guó)已經(jīng)是汽車(chē)生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó),作為一個(gè)追隨者,通過(guò)30年的努力,也沒(méi)有成為汽車(chē)強(qiáng)國(guó),技術(shù)上卻長(zhǎng)期落后;
三是如今發(fā)展新能源汽車(chē),如果繼續(xù)沿著發(fā)達(dá)國(guó)家制定的發(fā)展道路,中國(guó)依然成不了汽車(chē)強(qiáng)國(guó)。
換一句話(huà)說(shuō),中國(guó)已經(jīng)有了制定新能源汽車(chē)發(fā)展道路的“底”氣。中國(guó)人制定汽車(chē)發(fā)展道路能不能使得中國(guó)成為汽車(chē)強(qiáng)國(guó)?目前要肯定的回答這個(gè)問(wèn)題還為時(shí)過(guò)早。但是2016年中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)已經(jīng)超過(guò)50萬(wàn)輛規(guī)模,成為世界第一新能源汽車(chē)生產(chǎn)大國(guó)的這一事實(shí),可以說(shuō)明,中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)駛?cè)肟焖侔l(fā)展通道。
二、發(fā)展電動(dòng)汽車(chē),車(chē)載電池能量如何補(bǔ)給?
車(chē)載電池系統(tǒng)是一個(gè)儲(chǔ)能部件,其能量補(bǔ)給模式基本上分兩大類(lèi),一是車(chē)上發(fā)電補(bǔ)給,混合動(dòng)力模式歸屬車(chē)上發(fā)電補(bǔ)給,燃料電池也是車(chē)上發(fā)電補(bǔ)給;二是依賴(lài)地面電網(wǎng)予以車(chē)載電池電能補(bǔ)給。電網(wǎng)給電池電能補(bǔ)給方式有可以分為兩種:
a)換電模式。在地面上先把電池充好,其次把充好電池?fù)Q換到車(chē)上去,再把“空”的電池?fù)Q一下來(lái),去充電;
b)直接充電模式。車(chē)載電池通過(guò)充電槍(充電器)與電網(wǎng)的電源系統(tǒng)鏈接后,再予以充電。
對(duì)電池而言,無(wú)論換電模式和還是通過(guò)充電槍(器)直接對(duì)車(chē)載電池充電,都是一個(gè)電能補(bǔ)充環(huán)節(jié)的。與充電模式不同的是,換電模式可以實(shí)現(xiàn)工廠(chǎng)式充電生產(chǎn),可以集規(guī)模的、批量式給電池充電。充電好比在加工生產(chǎn),待充電的電池好,比是待加工的材料,充好的電池好比是出廠(chǎng)的產(chǎn)品。
電池工廠(chǎng)式的充電模式,其電能補(bǔ)充時(shí)間是由電能補(bǔ)充工廠(chǎng)負(fù)擔(dān)了,而直接給車(chē)載電池充電的時(shí)間,是由車(chē)主承擔(dān)了。電池充電是一個(gè)電化學(xué)過(guò)程,而加油是一個(gè)物理過(guò)程。按常理說(shuō),如果單純針對(duì)電能補(bǔ)充的速度上而言,電化學(xué)反應(yīng)的速度,比物理上的加油速度可以快得多。但是電化學(xué)反應(yīng)速度太快了,安全保障措施成本也是相當(dāng)高的。所以實(shí)際上,電池充電時(shí)間比加油時(shí)間長(zhǎng)得多,是基于電池電能補(bǔ)充安全上考究。通俗地講,電池電能補(bǔ)充其技術(shù)復(fù)雜度比物理上加油要難許多倍。