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    陳衛講解充電基礎技術與運營 分箱換電更合理
    來源:  |   發布時間: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、首席科學家陳衛先生在“圈地運動之后”為主題的充換電論壇上發表主題演講稱,充換電企業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、首席科學家陳衛

     

           對于充電模式的運營問題,陳衛表示,一方面需要關注的是如何運用集中型的充電站來獲取移峰填谷的經濟上的好處,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的發展戰略,重點強調新能源產品的制造這一塊,包括電池、電機、電控以及汽車的輕量化設計。陳衛重點分享了力帆的深藍能源。

     

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           力帆I.BLUE的計劃是基于互聯網+、能源互聯網,發展智能新能源汽車,實現人、車、道路、電池和能源的互聯互通,最終目標是解決安全問題。

     

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           分箱換電主要是用傳統的老車進行改造的,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。

     

           快換方式既有技術問題又有經濟問題。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。力帆經過近3年的開發,實際運行一年多,幾萬塊電池在路上流通,到目前為止未發生一例因為連接器導致的電池安全問題,也未發生運營車輛在路上燃燒的安全問題。

     

           標準是一個重要的門檻,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。


           其三是免去了復雜的CAN總線,主要是芯片,力帆花費2年多的時間專門設計了一個針對電池安全系統管理的物聯網芯片。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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           除了技術性的問題,安全的問題也很重要。陳衛表示,安全方式的解決辦法有很多,像電池管理系統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跟后面的大數據平臺都有一個分工。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,電池一旦發生泄漏產生氣味,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,傳統的方法是把電池看成密閉的黑盒子,充電跟放電兩種狀態。為了安全,力帆引入了第三種狀態,即在發生意外的情況下怎么減慢電化學反應過程,怎樣讓液態的電解液通過處理在幾分鐘內變成另外一種膠體,使得鋰離子很難穿越,不會在一瞬間產生爆炸。這是一個根本性的解決方案。

     

           現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次循環壽命,對于完整的充換電循環,做到2000次非常困難,估計達到80%左右。那3000次怎么辦?工信部提的要求是8年10萬公里,10萬公里這個目標其實很容易滿足,但是8年這個目標取決于用戶用法。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。由于系統都是在一個完整設計的閉環系統里,所以可以做到淺充淺放。根據不同廠家不同性質材料體系的堅持,可以動態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部狀態,包括電壓、溫度。整個變化過程均受雙向充電機控制。

     

           此外,陳衛分享了力帆優化溫度的做法。因為冬天充電,內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境可控,因此環境、溫度的控制相對成本也更高。

     

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           對于以往充電模式沒有涉及的動態分容,陳衛也做了分享。為了解決不同車輛的電池差異性問題,力帆產線上設有自動分容。當電池放完電以后,還有一個工業的ICT,第一步把電池換下來以后,工業ICT就會看到每一個電芯里面干燥的情況,縫隙有多大。當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,因此力帆運營的經驗對于整個行業也是很重要的,陳衛也對此進行了分享。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重的如京津冀、長三角、珠三角和西南華中人口密集、污染嚴重的地區。像成都這樣的城市。

     

           陳衛認為,分箱換電不是一個簡單的技術與成本的問題,實際上它是在不改變消費者使用習慣的前提下,發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。正像陳衛所說,充換電基礎設施的建設對新能源汽車的助推力是最基礎的。

     

     

    (轉自第一電動網)

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