1. 各類(lèi)充電樁的危害性
我認(rèn)為目前電動(dòng)汽車(chē)的自燃等問(wèn)題絕大多數(shù)都是快速充電而引起的,快充對(duì)充電樁對(duì)電池對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)了太多的不確定因素,弊端太多。假設(shè)與普通汽油車(chē)的加油時(shí)間差不多,以5分鐘來(lái)計(jì)算,按一輛小型車(chē)的動(dòng)力電池組的電量為30千瓦時(shí),又假設(shè)殘余容量是5%,要在5分鐘內(nèi)滿(mǎn)充28.5千瓦時(shí),也就是以342千瓦/時(shí)的速率充電,這對(duì)充電樁,對(duì)充電站,對(duì)電池組都是一個(gè)考驗(yàn)。而且唯有這樣才能與普通車(chē)一樣加油的幾分鐘體驗(yàn)。但是大家都知道在目前是不可能的,在接下來(lái)的很長(zhǎng)一段時(shí)間里也是不可能的,因?yàn)樵跇O短的時(shí)間段內(nèi)電能的能量轉(zhuǎn)移帶來(lái)的熱量太大發(fā)熱太厲害,充電樁與電池與承受不了,連電網(wǎng)都受不了。所以只能靠延長(zhǎng)充電時(shí)間來(lái)降低危險(xiǎn),讓充電設(shè)備能在承受的范圍內(nèi)工作。然而,加長(zhǎng)了充電時(shí)間,比如一個(gè)小時(shí)之內(nèi)滿(mǎn)充電池,引起等待時(shí)間太長(zhǎng),大家的感受不好。假如有幾十臺(tái)車(chē)在同時(shí)充電,還要求充電站有幾千千瓦時(shí)到上萬(wàn)千瓦時(shí)的供電能力,這等于每個(gè)充電站都要建造大型變電站(具體我沒(méi)算過(guò),想象當(dāng)中應(yīng)該是很厲害的,搞變電站的工程師肯定比我知道的多)。還有,高峰時(shí)候充電站里面所有的充電樁都被車(chē)子占了位置,都在死等起碼幾十分鐘的充電時(shí)間,等待充電的車(chē)肯定會(huì)排成長(zhǎng)長(zhǎng)的隊(duì)伍,又進(jìn)一步的對(duì)充電站形成壓力和安全隱患。住宅小區(qū)搞充電樁則更浪費(fèi)資源,既占用了公共場(chǎng)合,又會(huì)帶來(lái)安全隱患,又容易被偷盜破壞。購(gòu)物中心設(shè)立充電樁也是同樣的問(wèn)題,而且空的時(shí)候充電樁閑置,忙的時(shí)候又急不出,放在家里的充電樁是個(gè)很大的安全隱患(單相電流很大,一個(gè)7千瓦的充電樁,電流要30多個(gè)安培,夏天空調(diào)一開(kāi),所需電流更大,5-60安培的電流,對(duì)家用電線(xiàn)的供電壓力太大了)。而且隨著電池容量密度體積的改善,今后的電池組的容量將更大,續(xù)航能力會(huì)增加,然后對(duì)快充的要求也隨之更高,充電時(shí)間也將拉的更長(zhǎng),。。。,由此可見(jiàn),快充技術(shù)弊端多多,電池容量越大,技術(shù)越先進(jìn),對(duì)充電樁的單位時(shí)間內(nèi)的通過(guò)電流的壓力也越大,越走越是死胡同,簡(jiǎn)直無(wú)解。
2. 解決之道:制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),然后搞電池租賃
那解決的辦法有沒(méi)有呢?肯定是有的,我們要改變思維,比如買(mǎi)車(chē),但不買(mǎi)電池組,電池組只租不賣(mài)。首先要國(guó)家管理部門(mén)召集社會(huì)各方共同參與制訂電動(dòng)汽車(chē)使用的電池組的標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定一個(gè)統(tǒng)一的物理標(biāo)準(zhǔn),比如確定電池的長(zhǎng)寬高和標(biāo)準(zhǔn)接口,把電池組統(tǒng)一裝在車(chē)的底部,更換電池組的時(shí)候從下往上頂,用快速卡具卡住。還可以把電池組分成兩組,輕型和重型,比如輕型的在30千瓦時(shí)左右,重型的在60千瓦時(shí)以上,小型電動(dòng)車(chē)只配輕型的,作為代步工具上街買(mǎi)買(mǎi)東西的,只在周邊行使,車(chē)本身就小自重要輕。別的車(chē)可以輕重兩種電池都可配置(兩者兼容),大巴和載重卡車(chē)可以有專(zhuān)用的超重型電池組的配置,還可以留幾個(gè)位置,在需要的時(shí)候,比如跑遠(yuǎn)途的時(shí)候多配幾個(gè)。每個(gè)電池組有一個(gè)唯一的不可更改的身份號(hào)碼,內(nèi)置一個(gè)記錄模塊,記錄該電池組的一生經(jīng)歷,比如充電放電次數(shù),充電前的殘余電量,充電后的電量,累計(jì)充放電次數(shù),電池總的剩余電量,。。。,越詳細(xì)越好,按照現(xiàn)在的電子技術(shù)應(yīng)該不是很難搞的事情。隨著電池的能量密度單位的提高,今后的輕型電池有可能成了現(xiàn)在的重型電池組,車(chē)的續(xù)航時(shí)間也自然延長(zhǎng)。到若干年后,可以搞更緊湊型的物理尺寸的標(biāo)準(zhǔn),升級(jí),那是后話(huà)了。
3. 電池的快速裝卸,與車(chē)子之間的通信等問(wèn)題的解決方案
至于大家擔(dān)心的電池與汽車(chē)的接口之間的連接,還有可靠性和使用壽命等問(wèn)題,在當(dāng)前的技術(shù)條件下都是很容易解決的,比如電池組放置在車(chē)的底盤(pán)下,電池的兩側(cè)面設(shè)計(jì)若干組凹進(jìn)去的槽,槽里面設(shè)置表面鍍金的帶彈性的耐磨銅片,汽車(chē)底盤(pán)對(duì)應(yīng)的放置電池組的部位設(shè)置相應(yīng)導(dǎo)軌槽,里面裝有表面鍍金的帶彈性的耐磨銅片,兩者作為電池與車(chē)之間的連接,電池的正負(fù)兩個(gè)極都通過(guò)側(cè)滑方式連接,物理設(shè)計(jì)保證有幾十甚至上百平方毫米的緊密接觸面,通過(guò)上千安培的電流絕對(duì)沒(méi)問(wèn)題。電池組的存放與更換裝置被設(shè)計(jì)在地底下,車(chē)開(kāi)到開(kāi)孔的上方停下,更換裝置開(kāi)始自動(dòng)定位電池組的方位,伸出機(jī)械手把用完電的電池通過(guò)一組特殊的接口被快速的拆卸移走,新電池被快速的頂上去與車(chē)底盤(pán)牢牢的被連接住。這類(lèi)設(shè)計(jì)要足以擔(dān)當(dāng)上萬(wàn)次的長(zhǎng)期的裝拆使用,按現(xiàn)有的技術(shù)手段是一個(gè)很簡(jiǎn)單的工程。整個(gè)過(guò)程幾分鐘內(nèi)搞定。
而充電樁的狀況就差的多了,基本要求要能連續(xù)不斷在一定的時(shí)間段內(nèi)承受幾十(幾個(gè)小時(shí))或者幾百(半小時(shí)左右)安培的大電流,快充引起的電池組發(fā)熱,里面的介質(zhì)之間的薄膜經(jīng)常處于高溫低溫帶來(lái)的熱脹冷縮的沖擊,到了一定時(shí)間后個(gè)別薄膜破裂引起電池局部短路,進(jìn)而自燃整個(gè)電池燃燒爆炸,連帶車(chē)子一起完蛋。而去充電站以不升溫(比如控制在電池內(nèi)部溫度不高于50°)為原則的充電,將使電池發(fā)熱的條件基本消除(幾秒鐘的加力啟動(dòng)對(duì)電池組的溫升影響基本忽略不計(jì))。
至于電池組與車(chē)子之間的通信問(wèn)題就更容易解決了,這簡(jiǎn)直就不是個(gè)問(wèn)題。用載波的方式通過(guò)正極以RS485的通信協(xié)議(或者CAN或其它任何協(xié)議)與車(chē)內(nèi)控制電路交流,就能完美的解決,當(dāng)然也可以?xún)?nèi)置WiFi模塊,搞個(gè)手機(jī)應(yīng)用程序,通過(guò)手機(jī)就可以監(jiān)看電池的狀態(tài)。
整個(gè)電池組只有兩組接頭,正極與負(fù)極,既可靠又簡(jiǎn)單的要命(檢測(cè)維修用的測(cè)試端口是另外回事,與車(chē)的使用無(wú)關(guān))。
4. 電池的充電,運(yùn)輸,現(xiàn)有的加油站兼任電池更換功能
目前的加油站的部分區(qū)域被改建成電池組存放和更換裝置,目前以一個(gè)工位即可,今后隨著傳統(tǒng)汽車(chē)的減少而逐步增加電池組更換工位,新建的電池組更換站可以帶有充電站的功能,對(duì)電池組充電,同時(shí)可以設(shè)置更多的工位,以適應(yīng)電動(dòng)出租車(chē)的急需。在每個(gè)城市的相關(guān)地區(qū)建造一定數(shù)量的超大型的充電站(如同存油的油罐區(qū)),直接連接超高壓電網(wǎng),大量的電池組在這里被充電,被維護(hù)保養(yǎng),比如搞堆積式架構(gòu),把要充電的電池組通過(guò)傳輸裝置從頂端沿著帶有電極的導(dǎo)軌放置,在下降的過(guò)程中被逐漸充滿(mǎn)電,被滿(mǎn)充的電池組在下面取出,通過(guò)傳輸裝置送去堆放區(qū),白天晚上24小時(shí)不間斷的輪流充電,極大的提高了效率,降低了對(duì)換電站的供電能力的要求。還配有專(zhuān)門(mén)的大型運(yùn)輸車(chē)(如同油罐車(chē))運(yùn)送電池組,電池組將被裝在專(zhuān)用的貨架里,高密度緊湊的排放,方便高效率的裝卸車(chē),然后被送去路邊充電站補(bǔ)充滿(mǎn)充的電池組的同時(shí),拿回要充電的電池組。接下來(lái)的事情就簡(jiǎn)單的多了,大家上街頭換電站只是更換電池,快速裝卸電池組,算一下用掉的電是多少,然后付錢(qián)走人,這速度甚至比加油都快。換下來(lái)的電池組放到充電架上去慢慢的充(充電樁變成了充電架,節(jié)省空間),如果來(lái)不及也可以送去專(zhuān)門(mén)充電的大型充電站充電取電。在某些地區(qū)甚至可以建造大規(guī)模的太陽(yáng)能板充電系統(tǒng),在白天給大批的電池組充電,晚上給周邊區(qū)域供電,成了供電站。這是另外的話(huà)題,在此帶過(guò)。
5. 電池組租賃的好處
這個(gè)方案把造車(chē)的與做電池的分離,而且電池組的標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)車(chē)廠也更有利,可以通過(guò)同樣電池組的配置,證明自己造的車(chē)開(kāi)的路程更遠(yuǎn),更省電,對(duì)車(chē)廠的資金壓力將有極大的減輕,制造電池的廠家也能大批生產(chǎn),不被車(chē)廠的銷(xiāo)量綁架,而電池組的好壞,通過(guò)內(nèi)置記憶模塊被讀出來(lái)供管理者分析,反饋回電池研發(fā)人員進(jìn)一步的改進(jìn)。大數(shù)據(jù)將提供一切必要的數(shù)據(jù)給廠家改進(jìn),給終端客戶(hù)選車(chē)的指南。將越做越好。賣(mài)車(chē)的不賣(mài)電池,生產(chǎn)電池組的不搞電池租賃,只要有足夠的電池組在市場(chǎng)上周轉(zhuǎn),解決好電池租賃和收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的方法,就可以大規(guī)模的推廣,全世界都通用。正所謂退一步海闊天空,換一種思維方式解決電池了的充電問(wèn)題。最關(guān)鍵的是徹底解決了快充引起的太多的安全方面的問(wèn)題,絕大多數(shù)的電池組自燃問(wèn)題將根本不存在了。
6. 籌集動(dòng)力電池組基金會(huì)
估計(jì)電池租賃需要國(guó)家主導(dǎo)搞,單靠企業(yè)搞沒(méi)號(hào)召力,國(guó)家出面搞個(gè)動(dòng)力電池組基金,比如籌它個(gè)幾千個(gè)億,全社會(huì)集資,籌集的資金用來(lái)建造像油罐區(qū)那樣的大型充電站,直接連上超高壓電網(wǎng),在某些區(qū)域可以用太陽(yáng)能板建造大型光能發(fā)電站,利用太陽(yáng)光發(fā)電,電池有買(mǎi)車(chē)者出押金租。基金的收益來(lái)自于充電收費(fèi)的一部分,或者開(kāi)始若干年內(nèi)由國(guó)家買(mǎi)單以示支持。該基金規(guī)定只有中國(guó)國(guó)籍的人才能買(mǎi),而且還限量,保證一定的年回報(bào)率,這將是一個(gè)金娃娃,誰(shuí)不愿意抱?
7. 開(kāi)頭難怎么辦
退一步講,假如大眾使用的小車(chē)難推廣,可以先從城市的電動(dòng)大巴,電動(dòng)出租車(chē)開(kāi)始推廣,因?yàn)檫@兩個(gè)使用團(tuán)體最恨快充方案,耽擱了他們不少寶貴的營(yíng)業(yè)時(shí)間和行駛時(shí)間。全國(guó)各地的大巴公司集合在一起討論決定電池組的容量尺寸和與車(chē)的連接方式。在每個(gè)城市分布設(shè)立一定量的大型充電站,有專(zhuān)門(mén)的車(chē)輛來(lái)回運(yùn)送滿(mǎn)充后的電池,取回需要充電的電池。這類(lèi)大型充電站還可以服務(wù)出租車(chē),幫電動(dòng)出租車(chē)快速更換電池,。。。可能這類(lèi)方案更容易強(qiáng)制推行,也最容易取得效果。
8. 其它
隨著電池組制造成本的下降,電池組的單價(jià)會(huì)逐年下降,可以按照當(dāng)時(shí)的采購(gòu)單價(jià)逐年指定租電池組的押金費(fèi)用,按照租的時(shí)候電池組的押金是多少,退回的時(shí)候也退回相應(yīng)的押金的原則,就不會(huì)產(chǎn)生更換電池組引起的差價(jià)的問(wèn)題。由于車(chē)禍或某些原因造成的電池組報(bào)廢,相關(guān)部門(mén)檢驗(yàn)后給與證明,作為退押金的憑證。這樣大家都沒(méi)了后顧之憂(yōu),放心的購(gòu)買(mǎi)使用電動(dòng)汽車(chē)。
電池組的標(biāo)識(shí)是唯一的,里面的存儲(chǔ)的原始資料不可更改的原則,國(guó)家制定相應(yīng)的法律,更改數(shù)據(jù)或破壞電池組就是犯罪,必須受到懲罰。
這個(gè)也是中國(guó)通過(guò)租賃電池然后換電模式延伸一系列標(biāo)準(zhǔn)霸權(quán)的機(jī)會(huì),只有中國(guó)政府才能帶頭推廣。
總結(jié):關(guān)鍵的關(guān)鍵,學(xué)當(dāng)年秦始皇的書(shū)同文,車(chē)同撤,這事非得政府出面制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),才能推接下來(lái)的電池租賃與更換方案。否則車(chē)廠之間為了各自的既得利益,像各路諸侯一樣占王,不太可能讓自己的車(chē)放別家的電池。
以上是我拋磚引玉,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的思考后的設(shè)想。有可能有致命的缺陷沒(méi)考慮進(jìn)去,希望大家見(jiàn)諒和指正。
來(lái)源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:Jamesau
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