鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：1288次 | 2021年08月26日
三種電動汽車電池處理方法
有關(guān)我國電動汽車當(dāng)下發(fā)展現(xiàn)狀的雜亂、停滯以及由此出現(xiàn)的對它的不利言論，上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師、上海交通大學(xué)校長助理、汽車工程研究院院長許敏憂心忡忡。
2011年夏天，他在上海接受《汽車商業(yè)評論》專訪時用他的新思維駁斥了外界有關(guān)電動汽車的誤解。
作為發(fā)動機(jī)燃燒范疇以及長期致力于汽車研發(fā)工作的專家，他提出了電動汽車前沿的、顛覆性的模塊化設(shè)計理念和商業(yè)模式，為電動汽車工業(yè)將來技術(shù)的發(fā)展供應(yīng)創(chuàng)新的思路，并預(yù)言電動汽車技術(shù)的不斷創(chuàng)新將帶來汽車工業(yè)徹底的革命。
車體的結(jié)構(gòu)性變革和運(yùn)營新模式
《汽車商業(yè)評論》：從我們今朝見到的電動汽車看，這些車仿佛與傳統(tǒng)汽車的樣子沒有多大差異，我們將來的電動汽車設(shè)計還會延續(xù)傳統(tǒng)汽車設(shè)計制造思路？
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
許敏：我的想法是革命性的。傳統(tǒng)的汽車四大工藝，沖壓、焊裝、涂裝、總裝，前三項成本最高，總裝緊要是手工完成。前三大工藝都跟汽車的白車身有關(guān)。實(shí)際電動汽車不一定要白車身，可以用框架結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)白車身沒有任何好處。
傳統(tǒng)白車身的焊裝工藝是固定的，無法靈活變化，把好幾百個沖壓件拼焊到一起，并且焊得天衣無縫，一旦焊成了以后，你的車型就很難改，只能是三年一小改，五年一大改。這樣的車身沒有任何的柔軟度及可變度可言，車重達(dá)1噸以上，你一個人開，也要帶著笨重的車身，非常耗能。
沒有白車身的話，安全怎么保證呢？
白車身是唯一的安全保障嗎？不是。F1賽車沒有白車身，就不安全嗎？那么快的速度，一般性的碰撞，賽車手都不會有大的傷亡，這是因?yàn)镕1的車全是框架結(jié)構(gòu)。你了解擠壓鋁型材吧？那個東西又輕、剛度又好，完全直角，用標(biāo)準(zhǔn)的連接件連接在一起的，手工就可以裝配。那種框架結(jié)構(gòu)比白車身要強(qiáng)得多。
有白車身，但是它有車身，只是不起安全用途了。它像衣服相同，就是一個罩子蓋上去的。你把那個蓋打開里面全是架子，這種架子實(shí)際上又輕又簡單。高檔跑車的車身全是碳纖維，為甚么？這樣就可以做出各種各樣漂亮的外型，你說不安全嗎？比一般的車安全多了，因?yàn)槔锩嬗锌蚣埽?/p>
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備
而且倘若路上全是電動汽車，完全可以讓車之間實(shí)現(xiàn)永遠(yuǎn)不碰撞。你說海里面的魚從來不會碰到的，它們是不停地在相互交流啊！今朝各種先進(jìn)的傳感器和控制器在技術(shù)上完全可以實(shí)現(xiàn)永不碰撞。但是為甚么做不到？因?yàn)閭鞲衅魈F了，汽車電子的器件和系統(tǒng)太貴了！
這些東西老百姓平時用的很便宜，一用到車上就貴了。倘若車用傳感器成本達(dá)到目前家用電器成本的水平，所有的車都可以實(shí)現(xiàn)低成本安裝如、激光檢測、車聯(lián)網(wǎng)這些東西，那么車跟車、車或物體之間用傳感器實(shí)現(xiàn)互相一直交流，就不會出現(xiàn)碰撞。
往日，所有的人開著同樣的車，多少年不變，今朝的人要個性化；往日傳統(tǒng)的汽車沒法改，今朝電動汽車新的技術(shù)可以啟動新的造車思路。
這實(shí)際顛覆了以往的汽車制造理念。
電動汽車車身設(shè)計與加工將趨于模塊化，承載式鋁型材的框架，輕型環(huán)保材料的車身就像人的衣服相同每天都可以換。造型和質(zhì)量跟蘋果產(chǎn)品相同，把藝術(shù)、機(jī)械、電子融為一體的精品。然后，采購、制造全部都外包。制造和服務(wù)就采取跟麥當(dāng)勞相同的品牌連鎖店形式進(jìn)行。
將來電動汽車的設(shè)計思路應(yīng)當(dāng)是采取更便宜的、節(jié)能的、柔性的、全新的材料及模塊化設(shè)計理念。它沒有加工線的概念，沒有大的投資，軟件、硬件全開放，使用軟件可以自己開發(fā)，然后硬件也可以自己開發(fā)，插上就能用。
這樣所有工業(yè)界都可以加入，不是汽車界的，其他行業(yè)什么的都可以進(jìn)來。汽車行業(yè)不再是神奇封的閉型行業(yè)，造車成本大大降低。這是新的汽車工業(yè)模式。
三種電池處理辦法
《汽車商業(yè)評論》：不過，今朝的電動汽車太貴了。
顛覆電動汽車舊思維
許敏：所以我們要做低電動汽車的成本。電動汽車今朝成本居高不下是因?yàn)榇蠹议_發(fā)電動汽車的同時，也在開發(fā)全新的電動汽車供應(yīng)商。他們找的基本是是863計劃培養(yǎng)的電動汽車零部件供應(yīng)商，這些人在幾個五年計劃里，只投錢沒賺錢，好不容易有了市場，肯定想方法把錢賺回來，不可能便宜。
況且剛開始是產(chǎn)量不會大，還有一個不可忽視的原由就是，就是我剛才說的，今朝多數(shù)電動汽車都是在傳統(tǒng)汽車上改裝的，那么重的車身，電池和電機(jī)肯定大，成本就降不下來。
我國電動汽車低成本出路在哪里？在每年的2000多萬臺電動摩托車上面。電動摩托車有電機(jī)又有電池，還有控制系統(tǒng)，而且市場充足競爭，價格非常便宜。如何把它的技術(shù)水平提高，從而提高它的整體配套能力和體系，從而用到電動汽車上就是我們實(shí)現(xiàn)低成本的緊要出路。
除了你剛才設(shè)想的模塊化結(jié)構(gòu)，還應(yīng)要如何辦呢？
今朝全世界難點(diǎn)在哪里呢？電池非得有成百上千的單極電池成組才能供電動汽車用，成百上千的電芯在一起管理控制太難了。一是電池本身質(zhì)量的一致性要求苛刻；第二，成組的技術(shù)水平要求很高，比如要求冷卻技術(shù)及時跟進(jìn)；第三，系統(tǒng)化管理控制的水平不行。目前，只要有一個電池壞了，整體電池就不能工作了。
我們有新的電池處理辦法，，還是用目前電動摩托車上的電池模塊，幾十個單體電池拼成組，都有自己的控制系統(tǒng)。哪一個廠家加工的都可以用，我們把這些模塊拼成組，然后我們再用上一層的控制系統(tǒng)控制它們，哪一個好，就讓哪一個起用途。倘若有個別電池是壞的，電控系統(tǒng)將不用它。
這樣，采取分層控制和分布式控制，就處理了成百上千電池在一起同時控制的難題。這樣，目前市場低廉價格的電池就能充足利用了，而且總成本很低。
但是電池的根本問題還是沒有處理，比如頻繁充放電容易讓電池壽命減少。
電池一開始就不應(yīng)當(dāng)是拿來筆直驅(qū)動汽車?yán)锩骐姍C(jī)用的，干這個工作的應(yīng)當(dāng)換成超級電容。電池原理是化學(xué)反應(yīng)，可以儲能，但是充電放電速度受化學(xué)反應(yīng)速率限制。它是很好的儲電裝置，就像油箱是裝油的相同，電池是裝電的，它不適用于頻繁快速的充電和放電。
汽車的運(yùn)行工況變化很大，要頻繁加速和減速。頻繁快速的充放電應(yīng)當(dāng)是超級電容的長項，超級電容是物理反應(yīng)，充放電速度快，效率高，并且可靠性好，對控制系統(tǒng)要求不高。倘若讓超級電容擔(dān)當(dāng)電能的頻繁輸出輸入功能，然后把電池放到超級電容后面，作儲備或吸取，這樣就把超級電容和電池各自的優(yōu)勢都發(fā)揮起來了，電動汽車對電池本身的苛刻要求因此就可以全部通過超級電容來戒備。
倘若這樣，電動汽車的很多問題仿佛就處理了。
我們認(rèn)為，電池也好，超級電容也好，都有一個很大的問題，就是它們的能量密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如今朝使用的汽油和柴油。最好的鋰離子電池的能量密度也比汽油差十幾倍。你要把能量儲藏在車上，要么電池和超級電容太重太貴，要么續(xù)航里程太短，開不了多遠(yuǎn)。
這就要沉思這樣一個問題：為甚么能量一定要儲藏在車上了？能源倘若不要放在車上，像有軌電車或動車組相同，從線路上或外部設(shè)施取電，那對車載電源的要求就會大大降低。這可能是電動汽車的最終出路。
比如用無線充電處理這個問題。地底下埋著線圈，車一邊在上面走一邊就充電了，因此處理了能源儲藏在車上成本過高的問題。
這個技術(shù)今朝到什么程度了？
無線充電，我們今朝能夠做到一米左右的距離，95%的傳輸效果，而且充得特別快，零點(diǎn)幾秒超級電容就洋溢了，一個車經(jīng)過這個線圈，兩個線圈只要一合上，嘩電就沖過來了。一條路有幾條車線和一條充電車線，人家看自己的電量沒有了，往上面一走就充上了。
這個東西比充電站什么的投資低多了，又不占額外的地皮，只要在車道下埋根線就行了。它有一個弱電的感應(yīng)器，靠它來實(shí)現(xiàn)充電全程智能化操作。什么時候開始充，什么時候脫離，你充了多少電，都可以用它來控制，甚至你在哪里都了解，這等于還可以做智能交通用。
無線充電系統(tǒng)投資要比設(shè)充電站成本低多了，因此這也將成為電動汽車充電的最理想方式。這些都是很容易實(shí)現(xiàn)的技術(shù)，遺憾今朝大家都鉆在傳統(tǒng)思維的死胡同里沒有出來。
電機(jī)和發(fā)動機(jī)變革
《汽車商業(yè)評論》：有關(guān)電動汽車來說，仿佛惟有電機(jī)這一塊是最成熟的了？
許敏：今朝很多人認(rèn)為我國電動汽車的電機(jī)是成熟的，實(shí)際上我國工業(yè)的電機(jī)很成熟，但是汽車專用電機(jī)基本還沒開始做。
將來電動汽車可變功率電機(jī)將取代工業(yè)電機(jī)。目前，電動汽車電機(jī)的設(shè)計都是秉承工業(yè)電機(jī)設(shè)計，其實(shí)電機(jī)應(yīng)當(dāng)跟發(fā)動機(jī)相同，要做成全負(fù)荷范圍內(nèi)效率都很高，要做成使用可變磁通量的電機(jī)。
可變電機(jī)就像發(fā)動機(jī)的可變排量，可以依據(jù)要來出現(xiàn)相應(yīng)的軸功率，實(shí)現(xiàn)全工況范圍的效率最大化。這種電機(jī)可能是非對稱設(shè)計，在前進(jìn)方向優(yōu)化，就像傳統(tǒng)汽車動力總成，在前進(jìn)方向有48檔，但倒車只要一檔。而通常的工業(yè)電機(jī)設(shè)計是對稱的，沒有進(jìn)行單方向的優(yōu)化。
還有什么要改進(jìn)的地方？
我國電動汽車發(fā)展一直是跟著人家屁股后面跑，很少搞創(chuàng)新。還有發(fā)動機(jī)，我們今朝搞增程式發(fā)電機(jī)，用現(xiàn)有的汽車發(fā)動機(jī)來發(fā)電，其實(shí)真正只是用來發(fā)電的話，發(fā)動機(jī)就應(yīng)當(dāng)大大簡化，因?yàn)槟阒辉谝粋€點(diǎn)運(yùn)行，在這一點(diǎn)，油耗排放要求都可以很容易達(dá)到，而通常使用的汽車發(fā)動機(jī)是為在汽車運(yùn)行全工況范圍內(nèi)的高效率優(yōu)化設(shè)計的，非常復(fù)雜且成本高。
所以我們就開發(fā)了一款非常小的發(fā)動機(jī)。兩個活塞水平對置，振動相互抵消，功率和1.2升三缸機(jī)差不多，但是體積和重量小二、三倍，部件數(shù)量也少很多，更不用說成本了。
