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技研设:特斯拉不做换电,蔚来凭啥能?

2017-12-30
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换电究竟怎么换

  [ 技术]  对新能源车尤其是纯电动车型而言,充电时间是现阶段没法回避的痛。如果充电时间无法压缩到像传统内燃机加注燃油一样迅速,那么索性更换电池如何?上周蔚来在北京召开的发布会中就提到了提供换电服务的想法,它真能成为解决电动车充电时间过长的解药?很早之前特斯拉胎死腹中的换电计划,蔚来凭什么能够让其落地?且听长老我慢慢道来。

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■ 换电到底怎么换

  “电”究竟怎么换这个问题乍看之下有些可笑,说白了无非是将没电的电池组卸下,装上充满电的。电动车换电服务虽然仍未普及,但相信大家都有过为手电或者遥控器更换电池的经历。那么,问题是否像我们想象中的这样简单呢?

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  针对换电模式,蔚来官方制作了一部简短的视频,通过这段展示我们可以分析下看似容易的换电过程究竟暗藏何种玄机。


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  由于需要频繁拆装,因此支持换电操作的纯电动车型在设计上需要考虑到日常使用中,更换电池组的便利性。过于复杂的结构虽然有利于保证系统稳定性,但这将会大大提升换电过程中的操作流程,增加更换时间,这也是车主不希望看到的。

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●  骨骼肌肉:固定机构

  顾名思义,固定机构扮演的角色就像是骨骼与肌肉,它是保证整个动力电池组结构与车身部分连接稳定的核心。换电的过程需要拆卸一部分固定机构,动力电池组更换完毕后还有安装固定机构的环节。为了保证操作便利性与安装后的稳定性,大部分支持换电操作的动力电池组在固定机构部分都采用了特殊设计。

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  保证连接效果以及降低拆装难度似乎是天枰上的两端,设想车主频繁使用换电模式,那么固定机构是否定期需要更换?频繁使用后,其连接效果是否会因此下降?出现的更换成本由谁承担?这些问题都将成为横在推广换电模式路上的障碍。

● 血管神经:电气插件

  动力电池组与车身的连接除了固定结构外,还包含有电气连接,其中既包含有能量的输送,又有通信协议的传递。这就像是人体中的血管以及神经结构。因此,你不难理解电气系统连接的重要性。

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  就像是给人做手术一样,血管以及神经错综复杂,而且稍有不慎,连接不牢或错位将直接影响器官正常工作。对于电动车而言,电气插件连接出现问题可能会导致车辆丧失动力,不过蔚来发布会上并未过多展示这部分机构的连接过程,具体实现方法我们还需日后见到实物加以分析。

● 毛孔:冷却系统

  与传统内燃机车储存燃料的油箱不同,纯电动车型中储能的动力电池组在车辆行驶过程中会产生热量,考虑到对动力电池的保护,其多被设计为处于一个相对封闭的环境。就会导致温度的进一步攀升。为了较少热失控情况的发生,给它们冷却散热就尤为重要了。

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  无论是软包电池,还是圆柱体电池,其内部的化学反应与温度是密切相关的,如果没有冷却系统加以调节,那么容易导致电池组内部形成“热点”,最终可能产生热失控。轻则影响使用寿命,重则引发自燃,这就是冷却系统大显身手的时候。

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  具体到蔚来而言,北京发布会上公布的信息显示,其采用了主动式散热系统中的液冷结构。相比于空气冷却,液冷结构与电池壁面之间换热系数高,冷却速度快;当然也有缺点,那就是它对密封性要求高,质量相对较大,维修和保养复杂。此外需要水套、换热器等部件。这些管路的连接在更换动力电池组时都需进行拆装,对其密封设计、结构强度、耐用性提出了很高要求。

  看到这里,您一定发现了,纯电动车型快速换电并非不可能完成的任务,而更类似于不好完成的任务。换电模式本身具有补充能源快的优点,但为了保证电气、冷却系统按照设计需求连接,系统需要完成复杂的搭接工作。当然,这仅仅是推广换电模式碰到的障碍之一。视频中展示的换电站虽然是全自动作业,但其本身在工作一定周期后也需人工进行检修、保养,另外即使占地面积减小到三个车位,但考虑到整体稳定性,也需建设固定装置,这同样会带来额外成本。可以说,蔚来并非换电模式的首个尝试者,它同样面临着此前车企无法解决的问题。



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