美国特斯拉都没干成的事,中国车企却给“摆平”了!

很多人在购车时不考虑纯电动车型,其中主要原因无非是续航里程短与充电速度慢这两点。尽管纯电动车型的使用便利性较之前已经有了很大的提升了,但相比传统燃油车来说,它在续航里程以及充电时间方面还有着不小的劣势。

毕竟汽车诞生后的百余年中,人们早已习惯“加油2分钟,续航500km”的节奏,如果电动车也能达到这种水平,相信大家也会接受它。

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即便名声在外的特斯拉电动车,有着超级充电桩的快充技术,但也无法做到“充电2分钟,续航500km”,既然充电时间无法压缩到像传统内燃机加注燃油一样迅速,那么为什么车企不考虑更换电池方案呢?

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其实特斯拉之前也有过换电计划,但因一些原因最终没能落地。一年前,蔚来再次提出了更换动力电池的模式,如今北汽新能源也在开始推行换电模式的应用。理论上讲,换电的耗时可以做到与加油时间基本相同,这样便能很好的弥补电动车充电慢的短板。

可目前市场上的绝大多数电动车,却依然采用直流快充的模式来解决充电慢问题,这其中的原因无非是技术与利益两大方面。

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我们小时候都玩过遥控车或是四驱车这类玩具,玩没电了后会非常熟练的为它更换电池,亦或是为手电筒,电视遥控器等用电设备换过电池。过程也非常简单,无非是将没电的电池组卸下,再装上电量充足的电池。纯电动汽车换电池过程也是同样的道理,将没电的电池换下,留在充电站充电,同时再换上一块已经在充电站里已经充满电的电池。只不过从实际执行上却并不是我们想象的那么简单。

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首先,你的玩具车不会带着你走南闯北,你的手电筒、遥控器也不会为你遮风挡雨,而你的爱车却会经历高温、高寒、高湿、高海拔等各种严苛的环境,磕碰与振动更是家常便饭。这时就需要你的电池以及整个动力系统能很好的经受住种种考验。你一定不希望车辆的电池在行驶的途中,因路面颠簸而掉下来,或是在涉水时,会有漏电或是电池因为进水而短路。

如果是不用换电操作的车型,车企可以很容易的将电池舱固定好、密封好,但对于换电车型来说,由于需要频繁拆装,而过于复杂的结构虽然有利于保证系统稳定性,可这将会大大提升换电过程中的操作流程,增加更换时间。所以,工程师在设计换电车型时会在考虑用车环境需求的同时,还要兼顾换电时的便利性。

除了将电池卸下与装上之外,还要考虑电器插件连接问题。汽车动力电池不像我们常见的干电池一样,它与车辆的连接接口中既包含有能量输送的电缆,又有通信协议传递数据线,其中BMS电池管理系统会通过连接在电池上的线缆来对电池的充放电进行控制,还会采集电池温度、电流与电量等数据。换电时如果无法精确的链接好电气插件,很可能会出现车辆丧失动力等情况。

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电池在使用的过程中,无论是充电还是放电,都会产生热量,这时便需要冷却系统来调节电池温度。因为电池一般处于一个相对封闭的环境中,很容易产生热量过高的现象,轻则影响使用寿命,重则引发自燃,为了能有更好的散热效果,大多数电动车的动力电池都会采用液冷结构的散热系统,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。

因为液冷对密封性要求高,且质量相对较大,维修和保养也相对复杂,所以放在换电车型上,液冷散热系统也要进行相应的优化。在更换电池时,会有一些管路需要进行拆装,这对其密封设计、结构强度、耐用性等也都提出了非常高的要求。

可能您会说,这些技术难题其实都算不上什么难题,聪明的工程师们都能想出很好的应对办法。没错,只要钱到位,啥姿势都会,这些困难对于工程师来说都不叫事。相比研发换电模式的经费,要比建设换电站的经费低很多。

因为车型构造以及不同品牌之间技术壁垒等原因,使得电池规格不能统一,安装接口不能统一,进而无法做到所有车企均采用同一种换电模式。

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所以,车企想要普及换电模式就要大规模建设换电站,在主要城市以及高速路沿线均要有换电站可供使用。规模即便只是达到加油站的数量级的十分之一,建设资金对于一个车企来说也是个难以承受的数字。更何况在科技飞速发展的当下,一旦出现更高效的充电技术,换电站很可能会极速贬值,这也是很多车企不敢冒险的原因。

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建造换电站时,同样还会配备多块备用电池,以便需要换电的车来了之后有电可换,而我们知道纯电动车电池的售价占整车价格的近三分之一,大量的备用电池在购入、运输、存储以及后期保养上都要有不小的花费。这笔前期投资同样是巨款,不是哪个车企都能拿得出来这么多钱。

对于车主来说,会有着“换电能不能像加油站加油一样快?”“换电怎么收费?”“换电站会不会不安全?”等等一系列的疑问,所以如果没有一些利益上的真正实惠或是政策上的福利补贴,大家一般都不愿意尝试新鲜事物。为了推广换电模式,车企在营销方面也会有不小的一笔开销,换电站也几乎不会有利润收入。赔本赚吆喝的买卖,车企也往往都不想去做。

随着技术的进步,电池的能量密度虽没有爆发式增长,但也比几年前要高很多了,而在充电技术方面,高压直流快充技术的应用,已经可以让大部分电动车在半小时内将电量从30%充到80%。

可即便这样,也难以与只用几分钟的时间便能把油箱加满的燃油车相比,所以人们很自然的想到了更好动力电池的方案。

对于我们普通消费者来说,几分钟的换电方案可以很好的解决人们对纯电动车的里程焦虑问题。而在实施上,技术难题与利益问题两方面都制约着电动车采用换电模式的发展。蔚来品牌与北汽新能源品牌这两家中国车企,已经在技术上实现了换电模式,同时也在大力推广这一模式,至于软件的开发以及硬件的投入能否换回“等价”的回报,现在谁都不得而知。

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未来,纯电动车型必将一步步的取代燃油车,而充电方式自然也会成为车企们纷纷研究的对象,以目前的技术来看,换电是一个非常不错的解决方案,但能不能普及开来,就要看车企们如何抉择了!