分析标准化电池

发表于 2011/3/2

上一次写了一篇文章国内的换电，这次来聊聊这个里面的主角，标准化电池（小包）与换电池的方式可能存在的一些特点与可能对用户的影响。

先聊一下优点：

1.从国家电网的角度来看，标准电池管理较为方便

与充电相比，换电确实要容易控制一些。前段时间有幸查到上海市电网营运某部法案里头，每户居民用电的到户电流，为16A，20A，30A和40A。而现在的EREV和EV，电池包都得在16KWH以上，可调用的能量在10KWH以上，国内的主流充电机在2KW（1KW也有）～3.3KW，也就是说在家充电的时候，别的电器都不能使用，某些较老的小区就已经接近到户的电流了。而如果某个小区存在多辆电动车充电时候，整个小区的功率负荷毫无疑问肯定偏高。

换电的优势，特别是这种小的电池包，相对重量较轻；人可以短时间内提起来，能量为4.8KWh（80V&60AH）。这有点像变形金刚里头统一的能量块，在下班前，国网可以在各个换电站统一收集空电池，然后在某处集中充电，集中管理；在早上前，把充好的电池分发下去。从营运的角度，也可以把电池与电动车分离；因此目前国网倾向于这种方式。比建集中充电站，小区充电站而言，相对成本小些。这是相对而言的，因为看看现在的原油价格与汽油价格，未来的趋势你总要投这笔钱的。

其实我能想到的优点就这一个……再聊一下潜在的风险与可能的缺点

1.成本

80V&60Ah，这个电池无疑是国内的磷酸铁锂电池，3.2V的正常电压，25个电池串联，最高电压为3.7V，最低应该是2.5V。想把这么一个电池包做的好，里面的电池管理系统，需要具备单体电压，电流测量，SOC计算，均衡处理，绝缘检测，自动断开，高压互锁。里头的熔丝，电流传感器，继电器，主运算单元不能少（由一个变成了四个），以全密封的结构而言，低温下肯定无法使用了；高温下，散热比较困难，性能衰减比较厉害；接插件非常容易损坏。

2.电池不均匀引起的不确定性

非常有趣的是，如果假定给你四个满的电池，但是你完全不能预估整个车能开多久。由于车与电池的分离，导致了用户对电池包无法确认实际的容量。其实国内的电池的容量衰减是相对比较显著的，实际使用中电池环境完全看当地的气候条件。国网运营时候，肯定会把不同的冲放电次数（Cycle life）和不同使用时间（Calender life）组合在一起使用。必定会引起实际容量已经不同的电池包（假定某个是95%的，某个已经衰减为80%），某些很快用完（SOC在30%）“苟延残喘”，某些还在如（SOC45%）“当打之年”；在这种情况下，其实不同电池包的内阻不同也会造成更多的问题。系统策略如果继续使用下去，则某个包则陷入继续深度释放之中；如果选择换电，则整个续航里程则会大打折扣。

当然也有可能，电池会经过定期的体检，做个HPPC之类进行内阻与容量的标定，需要的时间以及后续的操作对大规模应用会造成麻烦。其实这也是为什么绝大多数厂家，都会把电池包做成一个完整的包，哪怕是换电的也同样进行操作一样。以前的BOSS从创意的角度提出过这个类似的提案（人其实都是想法一致的），但是从实际的问题来看，在电池技术进步到一定的程度，如果大规模的使用，必然导致后面用户的麻烦，电池的惨案。

锂电池其实是一个挺有趣的东西，本身已经成为全球最为热门的科研方向。单体方面的研究尤其吸引一大批材料，化学，工程方面的顶尖人才参与，科研资金如同流水一样涌入了这个领域，看着方面的论文有些看不过来。我个人下载了很多的文章，一直没有细细的整理，等过段时间有闲了，把欠了帐的几个话题写完，腾出时间来学习之余，一定会写些综述性的总结与大家交流。