電動(dòng)汽車是一種高檔消費(fèi)品,雖然和傳統(tǒng)燃油汽車一樣,它是一種高級交通工具,但是我們應(yīng)該充分認(rèn)識到,它有許多不同于傳統(tǒng)燃油汽車的功能和特點(diǎn),比如龐大的蓄電池、高效的電動(dòng)機(jī)、可以不斷升級的強(qiáng)大的電子控制系統(tǒng)。在產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)環(huán)節(jié),我們的高級技術(shù)人員,應(yīng)該站在電動(dòng)汽車的角度,認(rèn)真理解和掌握這些功能和特點(diǎn),而不是站在燃油汽車的角度去設(shè)計(jì)和開發(fā)這些功能。設(shè)計(jì)和開發(fā)電動(dòng)汽車的高級技術(shù)人員如何理解和掌握這些特點(diǎn),將直接影響電動(dòng)汽車從產(chǎn)品出廠到產(chǎn)品報(bào)廢全生命周期的使用效果。
作為消費(fèi)者,能夠認(rèn)真學(xué)習(xí)和掌握電動(dòng)汽車的特點(diǎn)和特性是非常必要的,可以幫助自己選擇最適合自己的那一款電動(dòng)汽車,可以滿足自己最大限度合理地使用電動(dòng)汽車,可以幫助自己在電動(dòng)汽車全生命周期實(shí)現(xiàn)增值保值。
說到電動(dòng)汽車的全生命周期,從大的說,要追溯到源頭,從小的說,只是現(xiàn)實(shí)中正在使用的某個(gè)產(chǎn)品從出產(chǎn)到報(bào)廢。由于電動(dòng)汽車產(chǎn)品用途不同,它們的技術(shù)開發(fā)目標(biāo)也是不同的,因此它們的全生命周期會(huì)有很大的差別。在這里僅針對乘用車中的私家車進(jìn)行分析和探討。說到儲(chǔ)能應(yīng)用,這是電動(dòng)汽車的獨(dú)有功能,用好了對電網(wǎng)起到填谷作用,也可以為車主節(jié)約開支;再進(jìn)一步用好了,可以起到削峰作用,也可以給電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)增值保值;用不好,很多電動(dòng)汽車在用電高峰時(shí)快速充電將會(huì)給電網(wǎng)帶來無法想象的災(zāi)難。我們就先從大的說起。
隨著我國社會(huì)主義現(xiàn)代化事業(yè)在黨中央的領(lǐng)導(dǎo)下得到快速的發(fā)展,我國綜合國力有了很大的提高,人們的生活水平達(dá)到一個(gè)實(shí)現(xiàn)小康的新階段,除了購買房產(chǎn)以外,最大的花費(fèi)就是汽車,傳統(tǒng)燃油汽車已經(jīng)在我國得到快速普及,在北京、上海、廣州、深圳等人口相對集中的大城市,人均汽車占有量達(dá)到了很高的水平,方便快捷的出行方式受到了中青年的青睞,在這樣的現(xiàn)實(shí)狀況下,我們有必要減少燃油汽車的數(shù)量,而大力推廣使用電動(dòng)汽車嗎?凡事都要從實(shí)際出發(fā),我國煤炭資源豐富,而石油資源匱乏,離開這個(gè)基本國情,我們放著煤炭資源不用,把自己辛苦掙來的大量外匯扔給外國企業(yè),換回石油來滿足我們?nèi)找嬖鲩L的汽車用油需求,無論怎么說都是不明智的。因此,可以說國家把大力發(fā)展電動(dòng)汽車上升到國家發(fā)展戰(zhàn)略,是一個(gè)非常明智的做法,是符合全國人民利益最大化的英明舉措。我們應(yīng)該相信這樣的決策已經(jīng)決定任何時(shí)候都不會(huì)動(dòng)搖,今后數(shù)十年電動(dòng)汽車會(huì)大力發(fā)展,燃油汽車會(huì)逐步減少,這是必然的。既然要從電動(dòng)汽車全生命周期來進(jìn)行分析,就不能不從煤炭發(fā)電說起。
前幾年我國清華大學(xué)相關(guān)專家學(xué)者歐訓(xùn)民、張希良、覃一寧、齊天宇在“未來煤電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的全生命周期分析”一文中利用清華大學(xué)Tsinghua-CA3EM模型的從礦井到車輪(Well-to-Wheels,WTW)模塊,以2020年為目標(biāo)年份,對5條煤電技術(shù)供電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車路線進(jìn)行了全生命周期能耗和溫室氣體排放定量計(jì)算,并與綜合電網(wǎng)供電路線和傳統(tǒng)汽油車路線進(jìn)行了對比分析。在電力使用環(huán)節(jié)分析基礎(chǔ)上全面考慮了資源開采、運(yùn)輸和電力輸配等階段能耗和排放情況。結(jié)果表明:電動(dòng)汽車的全生命周期能耗為1 123~1 592 kJ/km,溫室氣體排放當(dāng)量CO2為131~162 g/km;相對汽油車路線,電動(dòng)汽車路線的節(jié)能減排優(yōu)勢明顯,節(jié)能35%以上,減排20%左右;電動(dòng)汽車替代汽油車,煤炭消耗增加3~5倍,但石油消耗減少97%以上,符合中國以煤代油的能源戰(zhàn)略;采用整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電和碳捕捉及封存技術(shù)組合的先進(jìn)供電技術(shù)供電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車,與汽油車路線相比,溫室氣體減排達(dá)80%,能耗降低仍達(dá)40%。
從上述分析可以看出,使用煤炭發(fā)電為主,并不能得出電動(dòng)汽車全生命周期不比燃油汽車環(huán)保的結(jié)論,專家們以國際上通行的研究方法,用充分的研究成果證實(shí),即使現(xiàn)在以煤炭發(fā)電為主,電動(dòng)汽車節(jié)能減排的優(yōu)勢也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過燃油汽車,更何況我國正在大力發(fā)展的太陽能、風(fēng)能等清潔能源比例逐年上升,所以電動(dòng)汽車全生命周期環(huán)保應(yīng)用特性是不容質(zhì)疑的。至于電動(dòng)汽車鋰電池在報(bào)廢后的處置問題,已經(jīng)有地方政府(如北京市)制定法規(guī),明確由生產(chǎn)企業(yè)負(fù)責(zé)回收進(jìn)行循環(huán)應(yīng)用處理。目前鋰電池的報(bào)廢處理已經(jīng)引起各方關(guān)注,相信能夠有效解決這一問題。
對于電動(dòng)汽車的全生命周期,從大的方面說,已經(jīng)形成廣泛共識,它是一個(gè)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品,值得大力推廣使用。我們把電動(dòng)汽車稱為新能源汽車,也是一個(gè)最好的證明。
現(xiàn)在我們從產(chǎn)品的角度來看看電動(dòng)汽車的全生命周期。站在生產(chǎn)者的角度,電動(dòng)汽車首先是一個(gè)交通工具。傳統(tǒng)燃油汽車生產(chǎn)者,有著非常豐富的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。一個(gè)著名車企負(fù)責(zé)人對于生產(chǎn)電動(dòng)汽車,曾經(jīng)這樣說,第一個(gè)問題,要生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品不是主要的問題,因?yàn)楫a(chǎn)品的生產(chǎn)是需要技術(shù)的支撐,如果沒有成熟的技術(shù)不可能生產(chǎn)出令人放心的產(chǎn)品,現(xiàn)在大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品,這個(gè)就是主要的。第二個(gè)問題,還有一個(gè)成本的競爭力。雖然,你具備了技術(shù)上生產(chǎn)的可能性,但是,你的生產(chǎn)的成本,達(dá)不到消費(fèi)者的要求,達(dá)不到滿足他購買這樣的功能所愿意付出商品的價(jià)格的要求。這個(gè)也不具備產(chǎn)業(yè)化的條件,第一個(gè)我認(rèn)為核心的還是技術(shù)。第二個(gè),它的生產(chǎn)的成本是不是具備了消費(fèi)者愿意購買的能力和價(jià)格范圍,第三個(gè)就是消費(fèi)者買完這個(gè)車使用的便利性,它是不是充分具備了使用的便利性。這些說法反映了部分傳統(tǒng)車企對于生產(chǎn)電動(dòng)汽車的一些顧慮。
站在消費(fèi)者或者使用者的角度,對于電動(dòng)汽車有著怎樣的期待和希望呢?現(xiàn)在很多消費(fèi)者是被動(dòng)的選擇和使用電動(dòng)汽車,在北京和上海這樣的一線大城市,牌照原因成為選擇電動(dòng)汽車的主要因素。較高的性價(jià)比,能夠基本上滿足上下班需求是他們最直接的選擇訴求。這樣的想法再具體到不同的群體,還可以進(jìn)一步細(xì)化。從車輛外觀和內(nèi)飾方面來看,大多以傳統(tǒng)燃油汽車為參照,追求一定的大氣、高雅、時(shí)尚,有一個(gè)說得過去的顏值或面子。從車輛的安全上來說應(yīng)該具有相近價(jià)格燃油汽車的安全設(shè)計(jì)和配置。從電動(dòng)汽車一次充電續(xù)駛里程上來說,多數(shù)人還是希望越大越好,具體到現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠做到的,達(dá)到300公里似乎成為心理上可以接受的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),如果價(jià)格合適達(dá)到200公里上下也成為剛工作不久消費(fèi)者的一個(gè)選擇。消費(fèi)者有許多人以為廠家標(biāo)注的續(xù)駛里程是每一次充滿電都可以做到的,而實(shí)際上現(xiàn)在的電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是明確的,鋰電池初始容量下降20%以內(nèi)依然是合格的,續(xù)駛里程達(dá)到標(biāo)稱的八折是正常的,在使用空調(diào)或超速駕駛、超負(fù)荷使用(電池容量低于20%時(shí))等狀況下,都會(huì)加速電池容量的下降,加上冬季零度以下的低溫因素,續(xù)駛里程有時(shí)腰斬都是可能的。
所以消費(fèi)者對于續(xù)駛里程稍微選高一些是合理的。從價(jià)格上來看,10萬元上下是電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)普及應(yīng)用的基礎(chǔ)人群的熱門選擇,而20萬元上下則是追求一定性能和品質(zhì)的購車人群的最佳選擇,30萬元及以上的車型則是少數(shù)追求較高性能和品質(zhì)的富裕人群的主動(dòng)選擇。從使用的便利性上來說,充電的便利是第一位的,在家門口停車能有一個(gè)充電樁,可以在夜晚充電是多數(shù)電動(dòng)汽車消費(fèi)者的愿望。這樣的愿望做不到的話,在單位或單位附近能有一個(gè)停車的地方配有充電樁也是較好的希望。像加油站那樣在充電站依靠快充方式進(jìn)行充電來開電動(dòng)汽車,無論對電網(wǎng)還是對私家車主來說都不是一個(gè)理想的方式,這樣做,還真是拿自家的電動(dòng)汽車當(dāng)燃油汽車開了,電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能優(yōu)勢被拋棄了,而電動(dòng)汽車快充減少壽命的劣勢被發(fā)揮了。
好在近日國家發(fā)改委、能源局等四部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快居民區(qū)電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的通知》(以下簡稱《通知》),來解決這個(gè)難題。該《通知》中明確指出:“各方要積極改造現(xiàn)有居民區(qū)設(shè)施,加快探索第三方充電服務(wù)企業(yè)與業(yè)主委員會(huì)等多方之間的聯(lián)系,并且參與到居民區(qū)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運(yùn)營的市場化新模式。”最后“通知”中還指出,將京津冀魯、長三角以及珠三角等重點(diǎn)城市列為此次試點(diǎn)的示范區(qū)。只要在充電上做到了方便、實(shí)用、合理、高效,在續(xù)駛里程和銷售價(jià)格上能符合人們的接受程度,消費(fèi)者就會(huì)主動(dòng)購買和使用電動(dòng)汽車,就會(huì)迎來電動(dòng)汽車一個(gè)較快的發(fā)展階段。
到目前為止,從技術(shù)成熟度上說,在電動(dòng)汽車的全生命周期里,我們實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的電動(dòng)汽車已經(jīng)達(dá)到了可以放心使用的程度。與傳統(tǒng)燃油汽車相比,電動(dòng)汽車在續(xù)駛里程上已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用化的階段,我們可以把300公里看成一個(gè)分界線。寶馬汽車公司做了大量調(diào)查,認(rèn)為相當(dāng)多的消費(fèi)者把一次充電行駛300公里作為他們購買電動(dòng)汽車的底線。比亞迪生產(chǎn)的秦EV300、E5、騰勢、E6等車型都達(dá)到或超過300公里。北汽EH400也可以達(dá)到400公里。國外特斯拉Model S、Model X等車型已經(jīng)超過400公里。因此,從技術(shù)的成熟度來看,電動(dòng)汽車相比過去有了很大的進(jìn)步,只要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)是沒有任何問題的。
與燃油汽車相比,電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)簡單,以15年或者行駛24萬公里作為全生命周期來看,其電機(jī)和電控系統(tǒng)維護(hù)和保養(yǎng)成本非常少,其他易損件如輪胎等根據(jù)里程和路況等因素更換花費(fèi)與燃油汽車差不多,唯有電池系統(tǒng)需要正確使用和維護(hù),在生產(chǎn)過程質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)或在使用過程中處置不當(dāng),都會(huì)導(dǎo)致電池提前報(bào)廢,更換一套電池不論對廠家還是消費(fèi)者,都是一筆金額較大的支出。因此電池的性能是電動(dòng)汽車全生命周期中影響最大的因素。
電池是電動(dòng)汽車的核心技術(shù),有人稱電池是電動(dòng)汽車的命門,它決定了電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程、加速性能、使用壽命。已經(jīng)在量產(chǎn)電動(dòng)汽車上使用的主要有磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池,其他電池正在研制中,要進(jìn)入實(shí)用階段還有很長的路要走。目前這兩種電池從10到100千瓦時(shí)的電池都已經(jīng)可以裝配到電動(dòng)汽車上。有研究表明,純電動(dòng)汽車消費(fèi)者最短可以接受的行駛里程是300公里,這個(gè)里程如果換算成與內(nèi)燃機(jī)和油箱同重的鋰電,那么電池組的能量密度必須要達(dá)到250wh/Kg, 也就是說單體電池要達(dá)到300wh/Kg的水平。目前三元鋰電池組已經(jīng)可以做到200wh/Kg,有望經(jīng)過改進(jìn)可以達(dá)到這一目標(biāo)水平。磷酸鐵鋰電池只能達(dá)到這一目標(biāo)水平的一半,再改進(jìn)提高一點(diǎn)有可能,但是大幅度提高有很大的難度。
量產(chǎn)電動(dòng)汽車上使用的鋰電池,目前的市場價(jià)格已經(jīng)做到每瓦時(shí)2元左右,去年底據(jù)韓國LG在不同渠道發(fā)布的信息,其價(jià)格有1.8元/Wh,1.5元/Wh,甚至1元/Wh等,如果他們的三元鋰電池以每瓦時(shí)1元的價(jià)格進(jìn)行傾銷,會(huì)給國內(nèi)鋰電池生產(chǎn)廠造成了很大的壓力。但是隨著電動(dòng)汽車產(chǎn)量的大量增加,明后年鋰電池達(dá)到和穩(wěn)定在每瓦時(shí)1元的價(jià)格是有可能的。按照目前整車價(jià)格推算,電動(dòng)汽車電池價(jià)格下降后,其他部件也會(huì)下降一些,整車價(jià)格或許可以降低30%以上,換一個(gè)角度講,會(huì)有更多續(xù)駛里程300公里以上的車型推出,能夠以人們愿意付出的價(jià)格提供給消費(fèi)者。相信在電動(dòng)汽車成本較高的情況下,國家的財(cái)政補(bǔ)貼和碳排放措施能夠促進(jìn)電動(dòng)汽車達(dá)到人們需要的價(jià)格區(qū)間。
磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池,各有所長,也各有所短。從安全角度來看,磷酸鐵鋰電池則要穩(wěn)定許多,電池板就算是穿刺、短路也不會(huì)爆炸燃燒,遭到350℃的高溫也不會(huì)起火(三元鋰電池在180-250℃就扛不住了)。所以在安全性能上,磷酸鐵鋰電池略勝一籌。
三元鋰電池的理論壽命是2000次充放電循環(huán),有人在實(shí)際使用中,當(dāng)進(jìn)行900次的充放電循環(huán)后,電池容量就基本衰減到了60%左右。也就是說充滿電只能跑原來里程的一半多一點(diǎn)。如果每次電池充放電都控制在0%-50%或者25%-75%的循環(huán)中工作,不榨光電池的潛力,即使經(jīng)過3000次的充放電循環(huán),電池容量基本還能夠保持在80%左右。但這需要非常優(yōu)秀的電池管理系統(tǒng)。在使用三元鋰電池的電動(dòng)汽車時(shí),要根據(jù)需要來進(jìn)行充電,比較適合淺充淺放,不要用光電再充電,也不要每次都充滿電,合理使用的話,用個(gè)十年八年應(yīng)該是沒有任何問題的。
不過,磷酸鐵鋰電池即便是經(jīng)過3000次0-100%的充放電使用,容量也才會(huì)衰減到80%左右,有廠家測試表明,進(jìn)行滿充滿放10000次以后,容量也沒有衰減到60%,所以磷酸鐵鋰電池的平穩(wěn)充放電特性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于三元鋰電池,另外磷酸鐵鋰電池的電池管理系統(tǒng)也不需要那么復(fù)雜,這也就進(jìn)一步降低了成本。在使用磷酸鐵鋰電池的電動(dòng)汽車時(shí),可以進(jìn)行滿充滿放,不必?fù)?dān)心電池的壽命,在進(jìn)行儲(chǔ)能應(yīng)用中,會(huì)發(fā)揮更大的作用。
在一輛電動(dòng)汽車的全生命周期開始階段,剛出廠的時(shí)候,消費(fèi)者購買了新車,電池電量很滿,續(xù)駛里程應(yīng)該可以達(dá)到廠家標(biāo)定的數(shù)字。有很多車友高興的進(jìn)行新車測試,網(wǎng)上很多使用經(jīng)驗(yàn),都會(huì)感覺是滿意的。比較細(xì)心的車友會(huì)使用電度表進(jìn)行計(jì)量,看看新車能夠充進(jìn)去多少電(廠家也是的,裝一個(gè)電表也沒有幾個(gè)錢),使用一年后,就會(huì)發(fā)現(xiàn)充進(jìn)去的電量越來越少,滿電時(shí)的續(xù)駛里程也越來越少,加速時(shí)的最高速度也感覺越來越低,這樣的狀況對于不同的電池(磷酸鐵鋰電池或三元鋰電池)下降的幅度是不一樣的,應(yīng)該說,鋰電池的容量按照充電次數(shù)計(jì)算,如果每天充一次電,一年后下降5%是正常的,大于10%,是不正常的,兩年后下降10%是正常的,大于20%,是不正常的。不正常的情況與駕駛習(xí)慣、充放電方式有關(guān),也可能與電池的質(zhì)量有關(guān)。電池容量的變化反映在續(xù)駛里程上,就是達(dá)不到剛開始使用時(shí)的里程數(shù)字。
在電動(dòng)汽車全生命周期里,電池容量在正常使用時(shí),會(huì)維持一個(gè)80%左右的狀態(tài)下平穩(wěn)運(yùn)行,三元鋰電池可能會(huì)根據(jù)使用者的不同用車習(xí)慣,在五到八年后很快下降到60%左右,而磷酸鐵鋰電池會(huì)在八到十年甚至更長時(shí)間以內(nèi)維持在70%左右。電池容量打折而續(xù)駛里程也會(huì)同樣打折,這就是現(xiàn)在的技術(shù)水平所能夠做到的鋰電池的特性。根據(jù)車輛使用者的反映,網(wǎng)上很多評論認(rèn)為電動(dòng)汽車普遍存在續(xù)駛里程虛標(biāo)的問題,實(shí)際上這是一種誤解。相比燃油汽車,一輛標(biāo)稱每100公里油耗6升的汽車,剛開始用,一切正常,一、兩年后,發(fā)動(dòng)機(jī)效率降低,每100公里油耗也會(huì)上升,7升8升都是可能的,用上空調(diào)再加上市區(qū)經(jīng)常啟停,10升油耗都不在話下,你算過6升油現(xiàn)在只能跑50、60公里是個(gè)什么樣子嗎?有人去說油耗虛標(biāo)嗎?車主在乎的只是使用方便,對于油耗多少是不敏感的。沒有人去評論汽車油耗虛標(biāo)。所以肆意宣揚(yáng)電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程虛標(biāo)沒有任何實(shí)際意義。
生產(chǎn)廠對于新車的宣傳應(yīng)該實(shí)事求是,根據(jù)本廠的測試,明明白白告知消費(fèi)者續(xù)駛里程的真實(shí)情況,在什么條件下,新車能夠達(dá)到什么樣的續(xù)駛里程,比如在不同路況條件下,比如在不同充電條件下,比如在不同氣溫條件下,比如在不同電池衰減條件下、比如在全程空調(diào)條件下,等等。細(xì)了才能看出這輛車的真實(shí)面貌,沒有必要只檢好的說。
在電動(dòng)汽車全生命周期里,雖然很多產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用階段,這是前進(jìn)了一大步,但是電動(dòng)汽車的技術(shù)更新和技術(shù)改進(jìn)卻是路漫漫,值得我們生產(chǎn)廠去做的還有很多細(xì)節(jié)要不斷升級。燃油汽車上百年的精雕細(xì)琢,許多高級技術(shù)工匠幾十年研究一個(gè)螺絲釘,研究一個(gè)齒輪,才制造了現(xiàn)代汽車工業(yè)的許多精品杰作,在電動(dòng)汽車的生產(chǎn)中,沒有許多高級技術(shù)人員發(fā)揚(yáng)工匠精神,精心制作,不斷改進(jìn),想生產(chǎn)出一輛精品車那是不可能的。按照電動(dòng)汽車的特點(diǎn)和特性,圍繞電池、電機(jī)、電控,我們有許多技術(shù)需要改進(jìn)。由于在技術(shù)上沒有深入研究,這里只能站在觀察者的角度提出一些想法,供有意研究電動(dòng)汽車的技術(shù)工匠們參考。
第一個(gè)是電池的標(biāo)準(zhǔn)化?,F(xiàn)在找不到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電池,幾乎是一個(gè)車型一種電池。不同的車企做不到,一個(gè)車企也做不到。是否可以把電池組設(shè)計(jì)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的形狀,通用在不同車型上,大的車用兩個(gè)電池組,這樣通過標(biāo)準(zhǔn)化使價(jià)格降低,使控制器統(tǒng)一。
第二個(gè)是電池組的管理。應(yīng)該有編號,有信息存儲(chǔ)芯片,就像電腦硬盤那樣,可以查詢詳細(xì)的本電池組的信息。比如電池類型、出廠日期、編號、規(guī)格、充放電循環(huán)次數(shù)、充放電記錄、標(biāo)稱容量、現(xiàn)在容量、每節(jié)電池容量狀況、每節(jié)電池電壓等等。通過電動(dòng)汽車控制中心的軟件可以像檢查電腦硬盤那樣,檢查電池組的所有信息。如果技術(shù)上可以做到像電腦硬盤那樣,屏蔽掉有問題的電池單體,不用換電池單體就可以使用其他電池繼續(xù)供車輛使用的話,就更完美了。
第三個(gè)是雙電池組的優(yōu)勢。車用動(dòng)力電池容量變化是不可避免的,人們購買電動(dòng)汽車日常使用分為常用和不常用兩個(gè)部分,單電池組如果可以滿足150公里的續(xù)駛里程,可以用于上下班使用,在外出旅游時(shí),雙電池組就足夠跑很遠(yuǎn)的路了。電池容量只有30%時(shí),電池組出力會(huì)加大,因?yàn)殡姍C(jī)功率是固定的,幾倍于滿電時(shí)的負(fù)荷會(huì)加速電池老化,這種現(xiàn)象特別在小容量電池組上表現(xiàn)更為突出。如果選用雙電池組就有了備用。另外選用不同的電池組,一個(gè)經(jīng)常用于快充,一個(gè)經(jīng)常用于慢充,也是很好的搭配。兩個(gè)電池組,電池組容量小了,不良單體電池產(chǎn)生的木桶效應(yīng)范圍就小了。對于更換不好的電池組,換一半,價(jià)格也少了很多。將來兩個(gè)電池組應(yīng)用在電動(dòng)汽車上應(yīng)該是普遍的。對于同一車型,也可以先裝一組電池或者多種搭配方式不同價(jià)位供選擇,留給消費(fèi)者升級電池的空間。
第四個(gè)是車輛控制器增強(qiáng)功能配置。電動(dòng)汽車是一個(gè)最小的生活空間,許多住宅里的電腦、電器不可能搬到汽車?yán)?,但是可以增?qiáng)功能,增加電腦配置,增強(qiáng)軟件控制能力,可以吸引軟件公司為電動(dòng)汽車開發(fā)實(shí)用軟件,將電動(dòng)汽車的硬件和軟件配置加強(qiáng),增加電動(dòng)汽車使用的便利性和實(shí)用性。固件模式的控制器成本高,升級成本更高,改為軟件模式進(jìn)行控制,可以不斷進(jìn)行升級,方便各種服務(wù)功能增加,會(huì)使電動(dòng)汽車融入互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)中。個(gè)人可以遠(yuǎn)程查詢與控制自己的電動(dòng)汽車上的信息與功能。
第五個(gè)是增強(qiáng)電動(dòng)汽車儲(chǔ)能應(yīng)用的配置。電動(dòng)汽車在夜晚供電低谷時(shí)充電是節(jié)約能源的應(yīng)用方式,在白天供電高峰時(shí)充電是增加電網(wǎng)負(fù)擔(dān)的應(yīng)用方式。實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車在用電低谷時(shí)充電在用電高峰時(shí)向電網(wǎng)供電是全社會(huì)最節(jié)約的用電方式,這樣的使用方式是電網(wǎng)和私家車主最歡迎的一種用電方式,相信不久就會(huì)成為全社會(huì)推廣應(yīng)用的用電方式。從電動(dòng)汽車方面如何用安全的配置,自動(dòng)實(shí)現(xiàn)這樣的儲(chǔ)能應(yīng)用功能是一個(gè)值得研究的課題。
以上是電動(dòng)汽車制造時(shí)不同于燃油汽車技術(shù)的一些看法,只要對電動(dòng)汽車的使用有益,任何創(chuàng)新和改進(jìn)都是值得的,可能大伙有更好的想法和做法,能把電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮到極致,把電動(dòng)汽車的不足改進(jìn)到實(shí)用,這就是我們想看到的結(jié)果。
在電動(dòng)汽車全生命周期的測試上我們有很多事情要做,要把十五年或二十四萬公里的測試縮短到幾個(gè)月完成,需要很完善的測試場地和測試條件,不是一個(gè)輕而易舉的事情。一個(gè)負(fù)責(zé)任的車企、一個(gè)想創(chuàng)造精品車型的車企、一個(gè)想把單車型達(dá)到銷售100萬輛以上的車企,進(jìn)行這樣的真實(shí)模擬實(shí)驗(yàn)是值得的。相信我們國家會(huì)有這樣的車企出現(xiàn)。網(wǎng)上已經(jīng)有人對電動(dòng)汽車與燃油汽車的全壽命周期成本進(jìn)行了分析,但是性能和成本關(guān)系很大,非專業(yè)的測試與專業(yè)的測試,差別會(huì)有很大的不同。沒有能力去做的事情,我們也不去多加分析。
要分析電動(dòng)汽車的全生命周期,儲(chǔ)能應(yīng)用這個(gè)獨(dú)有的功能是占有非常重要位置的。電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能應(yīng)用可以分為兩個(gè)層次。
第一個(gè)層次是在夜晚電網(wǎng)供電低谷時(shí)段進(jìn)行充電。這個(gè)對于任何電動(dòng)汽車都是一種值得推廣的儲(chǔ)能應(yīng)用方式,使用三元鋰電池和使用磷酸鐵鋰電池的電動(dòng)汽車都不存在問題。做到這一點(diǎn)關(guān)鍵問題是夜晚停車時(shí)要有充電設(shè)施。如北京市對充電站實(shí)行分時(shí)價(jià)格,對于晚上11時(shí)到第二天早上7時(shí)為低谷時(shí)段,電價(jià)是低谷電價(jià),每度電0.3946元。目前住宅小區(qū)還沒有執(zhí)行分時(shí)電價(jià),但是充電價(jià)格執(zhí)行每度電0.4733元?,F(xiàn)在的分時(shí)段設(shè)定用電低谷和用電高峰,與電網(wǎng)分區(qū)段供電的實(shí)際上的低谷和高峰應(yīng)該是不完全一致的,智能電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)建立后,價(jià)格應(yīng)該是動(dòng)態(tài)變化的,電動(dòng)汽車應(yīng)該被配置在網(wǎng)上,自動(dòng)執(zhí)行充電管理,電動(dòng)汽車本身對于充電時(shí)段管理和充電數(shù)量的管理也要能夠做到自動(dòng)化,做到安全無誤。那時(shí)用電可能就像購買商品一樣,價(jià)格、數(shù)量確認(rèn)后,你的電動(dòng)汽車就會(huì)按照你確認(rèn)時(shí)的價(jià)格進(jìn)行充電,充電數(shù)量夠了結(jié)束。你在停車時(shí),車輛自動(dòng)連接到智能電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)上,一切都按照你設(shè)定的要求辦理,你已經(jīng)忘記了或者不需要去過問充電這件事。
第二個(gè)層次是向電網(wǎng)出售電力。儲(chǔ)能應(yīng)用就是在電網(wǎng)供電低谷時(shí)進(jìn)行充電,在電網(wǎng)供電高峰時(shí)向電網(wǎng)供電,高峰電價(jià)與低谷電價(jià)的差額就是儲(chǔ)能應(yīng)用的收益。電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能應(yīng)用也是在這樣的方式下獲得收益,實(shí)現(xiàn)增值保值。高峰電價(jià)是多少?現(xiàn)在沒有針對電動(dòng)汽車出售電力的高峰電價(jià),北京市對電動(dòng)汽車充電的高峰電價(jià)是每度電1.044元,如果可以按照這個(gè)價(jià)格向電網(wǎng)出售電力,那么具備低谷充電和高峰出售電力條件的電動(dòng)汽車每出售一度電可以獲得差額0.6494元。據(jù)有人測算儲(chǔ)能充放電轉(zhuǎn)換效率在80%到85%,按照80%計(jì)算出售每度電凈利在0.5195元。在可以預(yù)見到的電動(dòng)汽車全生命周期里,一輛電池容量50千瓦時(shí)(續(xù)駛里程300公里)的電動(dòng)汽車,按照電池80%的衰減計(jì)算(考慮到10年),在40千瓦時(shí)的容量下,使用10千瓦時(shí)容量用于上下班(夠跑60公里),拿出30千瓦時(shí)的容量進(jìn)行儲(chǔ)能應(yīng)用,每天出售一次電力,潛在獲利15.58元,每年300天則潛在獲利4675.50元,10年內(nèi)潛在獲利46755元,舊車僅僅用作儲(chǔ)能,在剩余可以預(yù)見的10年時(shí)間內(nèi),仍然存在四萬元以上的潛在獲利空間。由此可見電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能應(yīng)用潛在獲利能力還是很強(qiáng)的。
什么電池適合做這樣的儲(chǔ)能應(yīng)用呢?答案非常明確,只有裝配磷酸鐵鋰電池的電動(dòng)汽車適合這樣做。中國電力科學(xué)研究院專家高飛、楊凱、惠東、李大賀在《儲(chǔ)能用磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命的能量分析》一文中通過對儲(chǔ)能用磷酸鐵鋰電池不同放電深度(40%DOD~100%DOD)的循環(huán)測試,考察電池在此期間累積的轉(zhuǎn)移能量與電池老化程度之間的相關(guān)性。經(jīng)過對長期循環(huán)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析,得出電池累積轉(zhuǎn)移能量與循環(huán)次數(shù)的關(guān)系符合BoxLucas模型;隨著放電深度的增加,電池老化現(xiàn)象對電池能量轉(zhuǎn)移能力的影響逐漸減??;通過計(jì)算電池即時(shí)容量衰退速度,認(rèn)為電池在循環(huán)使用中經(jīng)歷了前期逐漸自穩(wěn)定和后期加速老化的2個(gè)階段。電池容量衰退至85%之前,深充深放與淺充淺放的使用模式對于電池能量轉(zhuǎn)移能力的影響是相同的,當(dāng)電池容量衰退至75%時(shí),深充深放的使用模式在電池能量轉(zhuǎn)移總量和能量效率上均優(yōu)于淺充淺放的使用模式。
從上述專家的分析中可以看出,磷酸鐵鋰電池非常適合滿充滿放。這一點(diǎn)對于儲(chǔ)能應(yīng)用非常重要,相比之下,三元鋰電池的淺充淺放的特性不太適合用作第二層次的儲(chǔ)能應(yīng)用,只能在第一層次的儲(chǔ)能應(yīng)用中發(fā)揮作用。電動(dòng)汽車在生產(chǎn)時(shí)就應(yīng)該把儲(chǔ)能應(yīng)用的功能考慮進(jìn)去,如何在特定的時(shí)間內(nèi)完成充電,是所有電動(dòng)汽車必備的設(shè)定。對于具備第二層次儲(chǔ)能應(yīng)用的電動(dòng)汽車,生產(chǎn)廠應(yīng)該進(jìn)行專業(yè)測試,能夠?qū)崿F(xiàn)高效、安全、實(shí)用,充分發(fā)揮電動(dòng)汽車的所長。個(gè)人消費(fèi)者購買的電動(dòng)汽車,如果具有300公里的續(xù)駛里程,不會(huì)像開出租車那樣,一天到晚開個(gè)不停,反正閑著也是閑著,具備滿充滿放性能的磷酸鐵鋰電池,應(yīng)該讓它的儲(chǔ)能應(yīng)用功能發(fā)揮到極致。想一想十年后,你的愛車還有續(xù)駛里程200多公里可以開,一分錢儲(chǔ)能收益沒有賺到,是不是太可惜了。
北京市出現(xiàn)了一家專門給電動(dòng)汽車流動(dòng)充電的企業(yè),它們的商業(yè)模式很值得探討。有需求就有市場,有市場就有商家,它們就是看到了流動(dòng)充電這個(gè)市場,才開發(fā)了使用柴油發(fā)電的充電汽車,專門為那些需要的電動(dòng)汽車充電,每度電收費(fèi)兩到三元,在這樣的市場環(huán)境中,它們獲得了成功,不斷發(fā)展壯大,成就了一番事業(yè)。我們在祝福他們成功的時(shí)候,是否看到電動(dòng)汽車這個(gè)流動(dòng)儲(chǔ)能電站,還有很多可以借鑒的商業(yè)模式有待我們?nèi)ラ_發(fā)。首先電動(dòng)汽車是否具備充電樁的功能(快充)?如果具備,充電樁企業(yè)和停車場合作,少量建一些充電樁,在經(jīng)常停車的電動(dòng)汽車(具備充電樁功能)用戶中,進(jìn)行托管,這樣增加了對外服務(wù)的充電樁數(shù)量,而不需要建設(shè)那么多充電樁。一些不方便建充電樁的停車場地也可以開展充電托管服務(wù)。所有受托管的電動(dòng)汽車開展服務(wù),都能夠在網(wǎng)上查詢到提供服務(wù)的信息。具備充電服務(wù)功能的電動(dòng)汽車可以成為充電運(yùn)營企業(yè)的流動(dòng)充電樁或預(yù)約充電樁。
今年五月全國政協(xié)副主席、科技部萬鋼部長在一次會(huì)議上,就電動(dòng)汽車在“十三五”期間如何發(fā)展指出:電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)和市場的需求十分旺盛,要牢牢把握住汽車電動(dòng)化、輕量化和智能化發(fā)展方向,不斷創(chuàng)新汽車市場的商業(yè)模式。電動(dòng)汽車在中國是一個(gè)具有希望的,有光輝前程的朝陽產(chǎn)業(yè),是承載著責(zé)任與使命的產(chǎn)業(yè),也是今后科技創(chuàng)新的重點(diǎn)。
來源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:nhy5325
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