分析標準化電池

上一次寫(xiě)了一篇文章國內的換電，這次來(lái)聊聊這個(gè)里面的主角，標準化電池（小包）與換電池的方式可能存在的一些特點(diǎn)與可能對用戶(hù)的影響。

先聊一下優(yōu)點(diǎn)：

1.從國家電網(wǎng)的角度來(lái)看，標準電池管理較為方便

與充電相比，換電確實(shí)要容易控制一些。前段時(shí)間有幸查到上海市電網(wǎng)營(yíng)運某部法案里頭，每戶(hù)居民用電的到戶(hù)電流，為16A，20A，30A和40A。而現在的EREV和EV，電池包都得在16KWH以上，可調用的能量在10KWH以上，國內的主流充電機在2KW（1KW也有）～3.3KW，也就是說(shuō)在家充電的時(shí)候，別的電器都不能使用，某些較老的小區就已經(jīng)接近到戶(hù)的電流了。而如果某個(gè)小區存在多輛電動(dòng)車(chē)充電時(shí)候，整個(gè)小區的功率負荷毫無(wú)疑問(wèn)肯定偏高。

換電的優(yōu)勢，特別是這種小的電池包，相對重量較輕；人可以短時(shí)間內提起來(lái)，能量為4.8KWh（80V&60AH）。這有點(diǎn)像變形金剛里頭統一的能量塊，在下班前，國網(wǎng)可以在各個(gè)換電站統一收集空電池，然后在某處集中充電，集中管理；在早上前，把充好的電池分發(fā)下去。從營(yíng)運的角度，也可以把電池與電動(dòng)車(chē)分離；因此目前國網(wǎng)傾向于這種方式。比建集中充電站，小區充電站而言，相對成本小些。這是相對而言的，因為看看現在的原油價(jià)格與汽油價(jià)格，未來(lái)的趨勢你總要投這筆錢(qián)的。

其實(shí)我能想到的優(yōu)點(diǎn)就這一個(gè)……再聊一下潛在的風(fēng)險與可能的缺點(diǎn)

1.成本

80V&60Ah，這個(gè)電池無(wú)疑是國內的磷酸鐵鋰電池，3.2V的正常電壓，25個(gè)電池串聯(lián)，最高電壓為3.7V，最低應該是2.5V。想把這么一個(gè)電池包做的好，里面的電池管理系統，需要具備單體電壓，電流測量，SOC計算，均衡處理，絕緣檢測，自動(dòng)斷開(kāi)，高壓互鎖。里頭的熔絲，電流傳感器，繼電器，主運算單元不能少（由一個(gè)變成了四個(gè)），以全密封的結構而言，低溫下肯定無(wú)法使用了；高溫下，散熱比較困難，性能衰減比較厲害；接插件非常容易損壞。

2.電池不均勻引起的不確定性

非常有趣的是，如果假定給你四個(gè)滿(mǎn)的電池，但是你完全不能預估整個(gè)車(chē)能開(kāi)多久。由于車(chē)與電池的分離，導致了用戶(hù)對電池包無(wú)法確認實(shí)際的容量。其實(shí)國內的電池的容量衰減是相對比較顯著(zhù)的，實(shí)際使用中電池環(huán)境完全看當地的氣候條件。國網(wǎng)運營(yíng)時(shí)候，肯定會(huì )把不同的沖放電次數（Cycle life）和不同使用時(shí)間（Calender life）組合在一起使用。必定會(huì )引起實(shí)際容量已經(jīng)不同的電池包（假定某個(gè)是95%的，某個(gè)已經(jīng)衰減為80%），某些很快用完（SOC在30%）“茍延殘喘”，某些還在如（SOC45%）“當打之年”；在這種情況下，其實(shí)不同電池包的內阻不同也會(huì )造成更多的問(wèn)題。系統策略如果繼續使用下去，則某個(gè)包則陷入繼續深度釋放之中；如果選擇換電，則整個(gè)續航里程則會(huì )大打折扣。

當然也有可能，電池會(huì )經(jīng)過(guò)定期的體檢，做個(gè)HPPC之類(lèi)進(jìn)行內阻與容量的標定，需要的時(shí)間以及后續的操作對大規模應用會(huì )造成麻煩。其實(shí)這也是為什么絕大多數廠(chǎng)家，都會(huì )把電池包做成一個(gè)完整的包，哪怕是換電的也同樣進(jìn)行操作一樣。以前的BOSS從創(chuàng )意的角度提出過(guò)這個(gè)類(lèi)似的提案（人其實(shí)都是想法一致的），但是從實(shí)際的問(wèn)題來(lái)看，在電池技術(shù)進(jìn)步到一定的程度，如果大規模的使用，必然導致后面用戶(hù)的麻煩，電池的慘案。

鋰電池其實(shí)是一個(gè)挺有趣的東西，本身已經(jīng)成為全球最為熱門(mén)的科研方向。單體方面的研究尤其吸引一大批材料，化學(xué)，工程方面的頂尖人才參與，科研資金如同流水一樣涌入了這個(gè)領(lǐng)域，看著(zhù)方面的論文有些看不過(guò)來(lái)。我個(gè)人下載了很多的文章，一直沒(méi)有細細的整理，等過(guò)段時(shí)間有閑了，把欠了帳的幾個(gè)話(huà)題寫(xiě)完，騰出時(shí)間來(lái)學(xué)習之余，一定會(huì )寫(xiě)些綜述性的總結與大家交流。