小時候和小伙伴玩四驅(qū)車時,你會發(fā)現(xiàn)只要擁有四枚充電電池,就可以和小伙伴不停歇地馳騁玩耍!那么,電動汽車是否也可以擁有備用電池,然后通過更換電池的形式繼續(xù)行駛呢?
那么腦洞系問題來了:電動汽車為何就不能和奧迪雙鉆四驅(qū)車一樣更換電池,從而解決充電慢與續(xù)航焦慮呢?
大家看到這問題后可能會浮現(xiàn)以下疑問:
怎么更換電池?
尺寸大小、功率不一的電池如何統(tǒng)一?
換電單次成本高多少錢?
那停車怎么辦?(這問題自帶喜感,部分電動車車主是為了免費停車而去充電的)
其實,電動汽車換塊電池繼續(xù)行駛并非天馬行空的想法,而且早已實現(xiàn),如08年北京奧運會的可換電的長途公交、再例如特斯拉只為預約用戶開放的美國換電站,都是電動汽車換電模式的實踐例子。
那么對于未來電動汽車換電的可能性究竟如何呢?為此,筆者專程連線了小鵬汽車的工程師們(姓名不便透露且人數(shù)較多,本文統(tǒng)稱“汽車工程師”)與特斯拉車主,看看他們是如何看待換電模式的。
換電模式的價值在于哪里?
既然電動汽車要做到隨時隨地更換電池需要面臨很多問題,那么換電模式為什么還有被討論的資本?
換電模式的存在意義有兩點:
第一,在于快!特斯拉換電站的機械臂更換電池僅耗時90秒,這相當于加油的速度了;
第二,換電模式或許可以順帶解決電動汽車電池壽命、電池無污染回收等現(xiàn)實問題。這模式雖看似不可行,但確實很有想象力!
快沒油了,找個加油站等上一會即可重新上路,這是一種大家容易獲取但容易忽略的快感,這對于電動汽車用戶是一種奢侈,或許你可以以電動車充電半小時可跑100多公里的數(shù)據(jù)去自我安慰,然而你不得不承認車在這半小時內(nèi)動彈不得的事實。
另外,電動汽車電池普遍壽命在5年左右,在未來必然要面臨回收的問題。而換電模式恰好形成了電池統(tǒng)一化管理機制,專業(yè)人員統(tǒng)一對電池進行維護、充電、更替,降低用戶充電引起火災的風險。
汽車工程師:“更換電池也是目前電動車研發(fā)的一個方向,電池標準化需要全行業(yè)整合,如果單一車型銷量足夠大,推廣更換電池也是不無可能的?!?/p>
電池標準化
我的奧迪雙鉆四驅(qū)車只能裝五號的電池,裝不了1號大電池或7號小電池。
電池標準化是換電模式所需面臨的第一難題。加油為什么能做到標準化?因為它只需要區(qū)分93號、95號、柴油等油品類別即可,根本無需強制不同品牌汽車車型的油箱尺寸容積。
統(tǒng)一電池的難度遠大于油箱的標準化,電池標準化除了要求電池的輸出功率、輸出電壓等需要在限定的量化標準之內(nèi);電池的尺寸、造型及接觸點位置亦須為一致。
電池標準化有多難?僅是電池外觀這點,估計就涉及車內(nèi)復雜的系統(tǒng)重新調(diào)整,還需考慮到汽車重心的重新平衡分布的問題。同時,電池標準化還涉及到”誰制定游戲規(guī)則“的終極大問題,是政府嗎?
世界上那么多個國家推進電動車普及,那么得聽誰的,聽市場份額的?是特斯拉嗎?其他電動車制造商真的會愿意跟隨嗎?電池標準天下一統(tǒng)的問題,目前來看是不現(xiàn)實的。
那么單個車企自己統(tǒng)一電池體積、容量、安裝位置等標準,讓自己生產(chǎn)的電動車都可以很方便地更換原廠原裝的電池,這總歸可以了吧?
這也是不符企業(yè)獲取利潤的最終目的,即便是在電動汽車混得如魚得水的特斯拉在2015年的全球總銷量也不過五萬多輛,要在全球范圍內(nèi)建立足夠多的換電站顯眼不符合企業(yè)效益,還不如多建設超級充電站來得更實際些。
汽車工程師:“即便是兩家不同品牌的電動汽車使用一樣標準的電池,置換起來也是不合適的。做電池標準化。標準化并不比解決充電方便和快的問題來得實際,正如手機也無法解決電池標準化的問題”
電池怎么更換?
旋轉(zhuǎn)奧迪雙鉆四驅(qū)車的尾部旋扣,掀起車殼,釋放電池夾,即可更換電池。
以特斯拉為例,6000多枚的18650鈷酸鋰電池組成的電池包重達近900公斤,特斯拉曾瘋狂地向世人證明過人力也能更換電池,需要五個人協(xié)力并耗時十分鐘完成更替。
毫無疑問,電動汽車不像電動自行車或電動電車那般可以輕易人為更換電池,而是要依靠于智能的機械臂更換電池。
特斯拉換電站
特斯拉的換電站則成為最佳的換電場所,全程由機械進行操作,車主無需下車,在90秒內(nèi)完成電池的更替。
汽車工程師:“(廣告時間)在未來可能根本不需要換電池,我們已經(jīng)準備好一輛充好電的小鵬汽車在等著你(玩笑話)。”
特斯拉車主:“對于租來的電動車是否可以更換電池我并不在乎,但是一輛價值100多萬的TESLA,你就算是免費給我換電池,我也不放心!”
可更換電池的位置應該放在哪里?
電動汽車的電池可以說是非常關(guān)鍵的部件,既要考慮到實際行駛被碰撞的風險值,又要兼顧整車重心平衡。
電池放在哪里才方便更換呢?從最簡單思維出發(fā)的話,當然是越靠近汽車邊緣最佳,這種直覺就源自于加油孔一般在汽車側(cè)邊,于是從便捷性考慮,車頭或后尾箱是否可以作為最佳的可更換電池倉呢?
顯然,電池的位置設計沒有那么簡單,從特斯拉的構(gòu)造,我們知道電池一定要放在一個相對安全且穩(wěn)定的位置,于是特斯拉將6000多枚的18650小電池集成磚塊與剛性骨架二合一為一做成地盤,這種巧妙的設計,不僅降低特斯拉電池受碰撞風險,也降低了整車的重心。
特斯拉換電站
在為數(shù)不多的資料里,我們得知特斯拉換電站有個類似維修廠的地溝結(jié)構(gòu),通過底部機械臂伸入特斯拉底盤進行更換電池。
汽車工程師:“不建議隨便變更電池安裝位置,因為電池的周邊結(jié)構(gòu)都是經(jīng)過精心設計的,電動汽車里搭載的電池組是個復雜的系統(tǒng),更換比解決快充和容量都難?!?/p>
更換電池費用有多貴?
換電模式,對車企亦或是車主來說都會增加其用車成本,對于車企而言,不論是自建還是政府扶持建設,換電站都是一筆額外的成本支出,特斯拉在美國加州建設的換電站僅建設成本就高達50萬美元,加上后期的人工維護費以及土地租金等費用,更是一個龐大的數(shù)額。
另外業(yè)內(nèi)人士還提出了一組數(shù)據(jù),若要實行換電模式,企業(yè)需要生產(chǎn)出1.4倍于車輛數(shù)的電池,作為換電站的備用電池。
而對于車主而言,目前換一次電池的費用同樣很昂貴,特斯拉用戶更換電池的費用為60至80美元。
汽車工程師:“換電模式屬于重資本行業(yè),需要有人為換電的便捷去買單?!?/p>
小編點評:顯然,目前換電模式普遍不被看好,但若從不考慮成本的角度去看,換電模式可以解決充電難與電池報廢回收的兩大頑疾?,F(xiàn)在換電模式看似像笑話,說不定待到哪天這方面取得突破性的進展,便就預示純電動汽車普及之時。
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