从北汽出租车换电方案到蔚来ES8换电方案,这已经是换电在纯电动汽车身上的第三次尝试,这一次又胜算几何?我个人认为这本身还是以卖点为主,然鹅,该充电充电,该建充电网络还是要建充电网络。
主要不同有以下几点:
1)特斯拉(Tesla)的换电没做成,这不是比马斯克Musk还牛?
2)没换电,这车也很快充,算下来峰值也要110KW上下了
3)仿效雷诺ZOE,电池租赁本身拉低门槛
4)换电本身是个低频应用,亮点是亮点,用的少的话会产生很大的维护问题
在高能量密度和较低成本暂时无法提到特别高的充电功率下,无论充电还是换电,实质都是想要达到快速能量补给,从而消除电动汽车里程焦虑的主旋律一直存在。那么,保时捷Mission E的快充黑科技是否可以在不计成本的条件下,给我们带来完全不同的体验。
我们还是回到这个电池系统,主要分成三部分比较核心的设计内容:
机械结构
电气接口
冷却接口
我们仔细看一下电气接口的进化:
在国网主导的IEC标准后续修订中,在电气连接这块其实总结了一些经验教训:
电池箱连接器应具备对准导入机构,在插入连接器时能自动修正位置偏移,以保电池箱连接器应具备浮动跟随机构,在车辆行驶造成的频繁振动、蠕动下能自动跟随触头位移变化,以保证可靠连接;(备注:这点没看到实物看不出来,特别是这个主连接器的正负两极的电气连接,怎么压线,看这个配电单元的大小,下面选用柔性的软铜牌是比较合理的办法)
电池箱连接器的部件(如端子、插销、壳体等)应可靠固定,保证振动、蠕动影响下不会松脱;
快换电池箱的固定应采用机械式锁止操作机构,并具有防锁止失效功能;
锁止机构应能在三个相互垂直的轴上将电池箱紧固在托架上,在车辆行驶造成的频繁振动下,不会出现明显的相对位移或产生明显的机械噪声;
锁止机构应能承受纯电动乘用车振动和冲击的影响
这些结构还是有很多继承性的,不过听说当初这个连接器是按千元来算价格的,现在估计也要好几百一个。
这是最早Better Place的设计雏形,分成2X2的设计思路,两端走液冷回路,中间信号引脚就费劲了。
还有就是这个液冷回路接口,从直径来看,是在Better place的基础上进化的。(备注:之前国网旗下的直接采用自然冷却要简单点)
这两接口,如果要做滥用设计,是需要在X、Y方向不同的偏差下进行滥用对插实验的。在Z方向插过了,会不会造成管壁的磨损和裂缝是值得我们后续观测的。这个如果处理不好,就会形成一个比较明显的泄漏点。
还有一个比较值得探讨的问题,不知道我想得对不对,这个冷却液具有一定的可燃性,开口往下,必须准备另外一个Tank把电池相关所有的冷却液全部抽出来,然后再进行汇总,整个管路特别是阀失效或者出点意外,这个换电没法弄。
如下图所示,拿Model X的整个热管理的冷却回路来做对比,如果要实现这个还需要做一些软件和策略工作。
电池的热管理回路独立,预备两个独立的Tank
需要准备两个回路
换电之前,把所有的电池冷却液抽出来放到另一个回路
换电过程中,冷却接口打开,部分空气进入这个冷却管路中
然后换电之后,通过另个回路再汇合到主回路中
这些模组确实和CATL的标准模组长的比较像,就是配置不同使得内部线束设计也不尽相同,不过除去这两点设计,这个电池系统也没啥不一样了。
从BMS来看,由于电池系统需要独立车辆进行管理,不仅需要把接触器控制信号和驱动部分拿到手,还要通过通信和硬线控制上交实际的控制权限。所以整个体系是围绕整个电池管理系统展开的,大量故障处理的部分(在车上与原有的车载系统工作,在车下换电站内充电)还要处理快充的一些内容,这是一个很大很全的电池管理系统的功能。为了配合这个设计,这里的总线布置也是值得我们后续观测的。
最后是这个结构的耐受性,这个不用太质疑了,等实车出来了,感兴趣的把结构画出来,分析在反复装个100次看看。
最后,我们来看看这个10分钟100公里的移动补电车,按照这个车的电耗:
百公里耗电=67Kwh/355KM =18.8 Kwh/百公里,112Kw的充电功率已经位于很好的水平,我觉得换电还是一种标新立异的选项,确实是为了后续租赁电池准备。
如果本身学习雷诺的做法,完全可以不这么麻烦的。
借助雷诺ZOE车型,雷诺改变了传统的电动车出售理念:顾客不必购买电池,只需每月租用电池组即可驾驶电动车。此举降低了电动汽车的入门价格。但没有电池组,这些电动车就无法使用,而且电池组的租赁费用可能并不便宜。雷诺日前宣布刚刚签约了第10万个电池租赁合同,该销售模式受到了消费者的欢迎和接受。
小结:
老板和土豪的世界我们工程师不懂,不过我想如果这车不换电的话,也没啥。该快充就去快充嘛,就是这些换电的点随时换成充电站,先圈个地也行的啊。
来源:第一电动网
作者:朱玉龙
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