分析標準化電池

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

先聊一下優(yōu)點：

1.從國家電網(wǎng)的角度來看，標準電池管理較為方便

與充電相比，換電確實要容易控制一些。前段時間有幸查到上海市電網(wǎng)營運某部法案里頭，每戶居民用電的到戶電流，為16A，20A，30A和40A。而現(xiàn)在的EREV和EV，電池包都得在16KWH以上，可調(diào)用的能量在10KWH以上，國內(nèi)的主流充電機在2KW（1KW也有）～3.3KW，也就是說在家充電的時候，別的電器都不能使用，某些較老的小區(qū)就已經(jīng)接近到戶的電流了。而如果某個小區(qū)存在多輛電動車充電時候，整個小區(qū)的功率負荷毫無疑問肯定偏高。

換電的優(yōu)勢，特別是這種小的電池包，相對重量較輕；人可以短時間內(nèi)提起來，能量為4.8KWh（80V&60AH）。這有點像變形金剛里頭統(tǒng)一的能量塊，在下班前，國網(wǎng)可以在各個換電站統(tǒng)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。從營運的角度，也可以把電池與電動車分離；因此目前國網(wǎng)傾向于這種方式。比建集中充電站，小區(qū)充電站而言，相對成本小些。這是相對而言的，因為看看現(xiàn)在的原油價格與汽油價格，未來的趨勢你總要投這筆錢的。

其實我能想到的優(yōu)點就這一個……再聊一下潛在的風險與可能的缺點

1.成本

80V&60Ah，這個電池無疑是國內(nèi)的磷酸鐵鋰電池，3.2V的正常電壓，25個電池串聯(lián)，最高電壓為3.7V，最低應該是2.5V。想把這么一個電池包做的好，里面的電池管理系統(tǒng)，需要具備單體電壓，電流測量，SOC計算，均衡處理，絕緣檢測，自動斷開，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（由一個變成了四個），以全密封的結(jié)構(gòu)而言，低溫下肯定無法使用了；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，如果假定給你四個滿的電池，但是你完全不能預估整個車能開多久。由于車與電池的分離，導致了用戶對電池包無法確認實際的容量。其實國內(nèi)的電池的容量衰減是相對比較顯著的，實際使用中電池環(huán)境完全看當?shù)氐臍夂驐l件。國網(wǎng)運營時候，肯定會把不同的沖放電次數(shù)（Cycle life）和不同使用時間（Calender life）組合在一起使用。必定會引起實際容量已經(jīng)不同的電池包（假定某個是95%的，某個已經(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，其實不同電池包的內(nèi)阻不同也會造成更多的問題。系統(tǒng)策略如果繼續(xù)使用下去，則某個包則陷入繼續(xù)深度釋放之中；如果選擇換電，則整個續(xù)航里程則會大打折扣。

當然也有可能，電池會經(jīng)過定期的體檢，做個HPPC之類進行內(nèi)阻與容量的標定，需要的時間以及后續(xù)的操作對大規(guī)模應用會造成麻煩。其實這也是為什么絕大多數(shù)廠家，都會把電池包做成一個完整的包，哪怕是換電的也同樣進行操作一樣。以前的BOSS從創(chuàng)意的角度提出過這個類似的提案（人其實都是想法一致的），但是從實際的問題來看，在電池技術進步到一定的程度，如果大規(guī)模的使用，必然導致后面用戶的麻煩，電池的慘案。

鋰電池其實是一個挺有趣的東西，本身已經(jīng)成為全球最為熱門的科研方向。單體方面的研究尤其吸引一大批材料，化學，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領域，看著方面的論文有些看不過來。我個人下載了很多的文章，一直沒有細細的整理，等過段時間有閑了，把欠了帳的幾個話題寫完，騰出時間來學習之余，一定會寫些綜述性的總結(jié)與大家交流。