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陳衛(wèi)講解充電基礎(chǔ)技術(shù)與運營 分箱換電更合理
來源:  |   發(fā)布時間:2016-12-20   |   點擊量:

       12月17日,第七屆全球新能源汽車大會(GNEV7)在北京中國大飯店盛大開幕,力帆集團副董事長、首席科學(xué)家陳衛(wèi)先生在“圈地運動之后”為主題的充換電論壇上發(fā)表主題演講稱,充換電企業(yè)要搶占移峰填谷高地,踐行分箱換電出行。

 

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力帆集團副董事長、首席科學(xué)家陳衛(wèi)

 

       對于充電模式的運營問題,陳衛(wèi)表示,一方面需要關(guān)注的是如何運用集中型的充電站來獲取移峰填谷的經(jīng)濟上的好處,另一方面則是分箱換電。

 

       換電有好幾種模式,而現(xiàn)在最多的是底盤換電,2010年世博會上幾十臺電動車均以底盤換電的方式為主,現(xiàn)在是分箱換電,因此涉及到如何把大的電池分小的問題。力帆2007年進入新能源汽車的制造,2015年推出I.BLUE的發(fā)展戰(zhàn)略,重點強調(diào)新能源產(chǎn)品的制造這一塊,包括電池、電機、電控以及汽車的輕量化設(shè)計。陳衛(wèi)重點分享了力帆的深藍(lán)能源。

 

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       力帆I(xiàn).BLUE的計劃是基于互聯(lián)網(wǎng)+、能源互聯(lián)網(wǎng),發(fā)展智能新能源汽車,實現(xiàn)人、車、道路、電池和能源的互聯(lián)互通,最終目標(biāo)是解決安全問題。

 

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       分箱換電主要是用傳統(tǒng)的老車進行改造的,因此力帆稱之為版本2.0,接下來力帆將逐步演進。目前力帆有完全人工的換電模式,一塊電池的重量大約是17公斤,隨著能量聚增加,重量還會進一步減少。

 

       快換方式既有技術(shù)問題又有經(jīng)濟問題。過去連接器是一個大的電池,變成很多小塊以后,對連接器的可靠性和壽命、成本都提出了要求。力帆經(jīng)過近3年的開發(fā),實際運行一年多,幾萬塊電池在路上流通,到目前為止未發(fā)生一例因為連接器導(dǎo)致的電池安全問題,也未發(fā)生運營車輛在路上燃燒的安全問題。

 

       標(biāo)準(zhǔn)是一個重要的門檻,因此力帆主推分箱換電模式,好處之一就是電池分成多塊小塊之后能量分散了,因此溫度均勻比較好。其二,電池燃燒能量小,比如3到5度電,這樣一來即使是燃燒爆炸,這點能量也不至于把整輛車全部燒毀。


       其三是免去了復(fù)雜的CAN總線,主要是芯片,力帆花費2年多的時間專門設(shè)計了一個針對電池安全系統(tǒng)管理的物聯(lián)網(wǎng)芯片。這給了力帆的用戶很大的便利,比如在手機上可以看到每一個電芯的溫度、壓力等。

 

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       除了技術(shù)性的問題,安全的問題也很重要。陳衛(wèi)表示,安全方式的解決辦法有很多,像電池管理系統(tǒng)解決了傳感和處理以及決策等問題。具體來講,首先分布式或后臺集中處理,BMS跟后面的大數(shù)據(jù)平臺都有一個分工。其次,電壓是最敏感的,不論是用三元鋰電池,還是磷酸鐵鋰的電池。再次則是形變,三元鋰電在使用過程中會膨脹,然而形變到了什么程度,對于超出異常的生命周期的就可以緊急提取出來。最后是氣味,電池一旦發(fā)生泄漏產(chǎn)生氣味,力帆將會有傳感器檢測電池電解液泄漏的情況。

 

       力帆在電池上做了很多的工作,傳統(tǒng)的方法是把電池看成密閉的黑盒子,充電跟放電兩種狀態(tài)。為了安全,力帆引入了第三種狀態(tài),即在發(fā)生意外的情況下怎么減慢電化學(xué)反應(yīng)過程,怎樣讓液態(tài)的電解液通過處理在幾分鐘內(nèi)變成另外一種膠體,使得鋰離子很難穿越,不會在一瞬間產(chǎn)生爆炸。這是一個根本性的解決方案。

 

       現(xiàn)在的車輛運行對壽命的要求很高,力帆的電芯則可以做到1500次循環(huán)壽命,對于完整的充換電循環(huán),做到2000次非常困難,估計達(dá)到80%左右。那3000次怎么辦?工信部提的要求是8年10萬公里,10萬公里這個目標(biāo)其實很容易滿足,但是8年這個目標(biāo)取決于用戶用法。如果10萬公里先到,那些私家車怎么辦?

 

       針對以上問題,力帆對電池安全進行了處理。分箱換電一是解決了大電池包溫度均勻性的問題,二是解決了能量分散的問題。由于系統(tǒng)都是在一個完整設(shè)計的閉環(huán)系統(tǒng)里,所以可以做到淺充淺放。根據(jù)不同廠家不同性質(zhì)材料體系的堅持,可以動態(tài)的選擇不同的充電曲線來延長電池的壽命。因此力帆的雙向充電機時刻都在讀取內(nèi)部狀態(tài),包括電壓、溫度。整個變化過程均受雙向充電機控制。

 

       此外,陳衛(wèi)分享了力帆優(yōu)化溫度的做法。因為冬天充電,內(nèi)部的溫度至少維持在10度以上,這樣對電池壽命的影響少,但環(huán)境溫度低于20度以下怎么處理?解決辦法就是將電池搬回能源站,使溫度起來以后再充,這個問題很好解決。但對于電池沒有拿回來的現(xiàn)象,力帆采取的辦法是,將換電方式集中在一塊充,這樣就可以做到溫度環(huán)境可控,因此環(huán)境、溫度的控制相對成本也更高。

 

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       對于以往充電模式?jīng)]有涉及的動態(tài)分容,陳衛(wèi)也做了分享。為了解決不同車輛的電池差異性問題,力帆產(chǎn)線上設(shè)有自動分容。當(dāng)電池放完電以后,還有一個工業(yè)的ICT,第一步把電池?fù)Q下來以后,工業(yè)ICT就會看到每一個電芯里面干燥的情況,縫隙有多大。當(dāng)檢測到縫隙接近警戒線以后,會把電芯重新取下來,完全換掉。

 

       關(guān)于換電,由于處在市場初期,大家還在市場嘗試過程中,因此力帆運營的經(jīng)驗對于整個行業(yè)也是很重要的,陳衛(wèi)也對此進行了分享。力帆在重慶、杭州、成都、鄭州、綿陽和河南的濟源已經(jīng)開通無線換電站,擁有5000多臺車的保有量。2017年力帆將新建5座集中式能源和210座能源站。到2020年力帆要建500座集中式能源站,覆蓋京津冀霧霾最嚴(yán)重的如京津冀、長三角、珠三角和西南華中人口密集、污染嚴(yán)重的地區(qū)。像成都這樣的城市。

 

       陳衛(wèi)認(rèn)為,分箱換電不是一個簡單的技術(shù)與成本的問題,實際上它是在不改變消費者使用習(xí)慣的前提下,發(fā)展新能源汽車的另外一種模式,因此解除了消費者的里程憂慮和充電的問題。

 

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       在實現(xiàn)車電分離以后,車價實際上是裸車價,這可以加速新能源汽車的普及。正像陳衛(wèi)所說,充換電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)對新能源汽車的助推力是最基礎(chǔ)的。

 

 

(轉(zhuǎn)自第一電動網(wǎng))

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