楠木軒

電動汽車「換電問題」詳解:更換電池是否為新電池呢?

由 卯秀珍 發佈於 科技

近期有網友諮詢新能源電動汽車換電的相關問題,存在爭議的問題主要有三類。

換電成本

換電方式

電芯是否為全新的

由於任何類型的化學電源在使用過程中,都會因活性物質與電解液的變化,以及內阻的升高而影響容量;所以在明顯感受到續航里程下降後,車輛只有通過更換電池組裏的電芯才能恢復續航。

然而各類型的鋰電池似乎都是很貴的,比如主流的「NCM·鎳鈷錳」三元鋰電池;這種電池由於鈷金屬的成本難以控制,全球60%以上的鈷出自動盪的剛果,結果造成了每度電芯的成本高達1500元左右。而續航能力達到500公里以上的汽車,容量會接近80kwh(度),更換一組的費用總會超過十萬元,那麼提供「電芯終身質保」的整車廠真的能給換新電池嗎?

概念差異

大部分對電動汽車換電問題存在憂慮的消費者,實際還停留在「電瓶車思維」的階段;認為更換電芯就像是電動車換電瓶一樣,4-S售後會不會有什麼貓膩呢?

答案顯然是否定的,電動車換電瓶再簡單不過;因為電池倉本就沒有理想的密封,大多數都是一塊塑料蓋板覆蓋,隨便一把十字螺絲刀就能拆開。而電瓶也只是4-6塊的串聯,剪線焊接重連的技術難度非常低,所以這種車輛確實有隨意換電的可能性,當然重點還是電瓶很好修復。

「鉛酸電瓶」結構包括單元格,正負極以及電解液;極板會浸泡在單元格的電解液中,充電依靠電流輸入到正極而催化反應,極板上的硫酸鉛結晶體分解為出鉛,以增加硫酸電解溶液的濃度;放電則是反向的化學反應,在過程中產生的電流正是動力源。

但是在放電過程中可能形成硬度很高的硫酸鉛結晶體,是無法被有效還原的類型;隨着結晶體的增加則會造成硫酸溶液濃度的變化,以及極板活性物質的工況變化。然而這些都是看不見的,只有拆開殼體才會發現;那麼拆開後更換電解液,敲掉一些極板的結晶體,是不是等於一定程度的修復電瓶了呢?這就是電瓶車換電可能會用到問題電瓶的原因,外殼擦到乾乾淨淨也會難以發現,那麼汽車的電池組會不會有相同操作呢?

標準答案:想做也做不到!電瓶車的電壓才多少伏特?高一些的也不過是60V而已,這是低壓電的標準,短時間最起碼不會致命。

但是電動汽車的電池總會有600V左右的高壓電,這是非常危險的標準;而之所以會升高到如此標準,原因是電壓越高瞬間輸出的電流才能越大,形成的電磁場轉化為扭矩才能夠獲得充足的動力。

所以電動汽車必然會有高電壓,而且電芯不僅要串聯升壓,同時要提前並聯擴容,因為串聯並不增加容量;那麼電池組裏的電芯也就非常複雜了,想要保證穩定的運行則必須進行嚴謹的設計與製造,連線路應當如何排列都是非常考究的,稍微錯一點都有可能引起自燃。於是電池組的封裝(PACK)是完全的自動化操作,依靠人工封裝是靠不住的,依靠人工拆檢的可能性存在嗎?

任何品牌售後的維修部門都不能拆卸電池組,充其量是可以對總成與控制系統進行檢測,而且沒有電工證都是不允許操作的。而如果拆卸了電池包,那就絕對沒有可能性讓其恢復到IP67級的密封,這是什麼標準呢?

1米水壓浸泡半小時不會滲水

塵埃禁錮

封裝電池包的生產線要達到至少「萬級」以上的防塵標準,這不是普通維修廠有能力投建的場地標準;所以即使不討論拆卸後是否會影響內部結構,僅僅封裝就達不到原效果,那麼換電究竟要如何操作呢?

正確方式

返廠是唯一的方式!電池新舊標準不一。

4-S售後只負責對電池組實際容量進行檢測,只要達到允許免費換電的標準,需要做的就是拆掉電池組運回廠家;之後由專業的拆卸檢測設備進行操作,分揀出出現問題的電芯,保留工況良好的電芯,最後重新成組後進行封裝。

也有些車企會選擇由第三方公司對電池組進行分揀,給用户的車輛直接更換新電池組;實際兩種方式都沒有本質區別,因為只要保證續航恢復到新車標準即可,對於用户而言要的是結果而不是過程。至於安全性也是無需顧慮的,因為只要提供電芯終身質保的品牌,因電池組起火導致車輛報廢,不論車齡多久車企都是要擔責的,也就是基本都會給換台新車,哪家車企還敢冒險呢?

(下圖組為某品牌電池工廠全自動製造流程,更換也是新包)

綜上所述,電動汽車的電池組技術標準要求非常高,不是隨便組個隊弄個小作坊就能組包的電瓶車是;所以使用電動汽車並不用有什麼擔心,同時電池的更換也不用擔心環保問題。

鎳鈷類三元鋰與磷酸鐵鋰電池的主要材料,有平均95%的二次製造利用率;而且在汽車淘汰了這些電芯後,這些電芯用於電力或通信行業的儲能電站,可以繼續使用25-50年。這就是推廣電動汽車的真正價值,主要是能夠加速新能源發電的增長。