首先开宗明义,我们确定一个主题,那就是电驱动是一种非常高效的,面向未来的驱动形式,但是锂电池储能是一个非常愚蠢的能源承载技术。
目前装车的电机分为两种,一种是永磁同步电机,还有一种叫做感应电机。特斯拉老款产品,前后两个电机都是感应电机,特点是比较可靠,皮实耐操,容易做高性能,而且成本相对来说比较低。但是缺点呢就是效率比较差,也就是说耗电比较多,但是特斯拉用优化弥补了这一点。
那永磁同步电机呢,耗电低;但是成本相对来说比较贵,而且想做高性能非常的困难。所以我们可以看到国产厂商的这些十几万、二十几万的电动爹,基本上都只在前面装了一个低功率的永磁同步电机啊;然后把自己跟特斯拉摆在一块比较,好像用了电驱动自己也是特斯拉了。
实际上特斯拉用感应电机,都优化的比他们的永磁电机好。不过Model3和ModelY也改成了前永磁、后感应这样一个布置,日常在市区里面开的时候,它就只开永磁电机给你省电。电机其实没有什么好说的,驱动效率非常高,永磁做的再菜也能百分之90以上的效率,确实是要比汽油机效率要强很多。
但是也因为这个效率比较高,所以电驱动能够提升的空间相对来说是很有限的啊,因为你都每场都考90分了,你还在怎么往上提呢?你撑死了也就100分对吧。
目前电机的提升方向,更多的还是提高扭矩和功率啊,也就是说让它的劲更大,而且代价很低。这一点汽油机相对来说比较吃亏,一个是你要动力就要大排量或者大涡轮,体积和成本下不来;另外一个就是越来越严格的排放标准。
其实汽油车这种阶级区隔的思路很落后啊,用发动机性能做不同价位的隔离,特别的等级森严,让人不爽。但是随着电动爹的普及,大马力车越来越廉价,确实打破了汽油车用动力划分等级这种落后的思路,所以电驱动确实是一种非常先进的,而且可以给大家带来实惠的驱动方式。
首先人类的储能方式少得很,铅酸电池肯定不行,这个就不解释了啊,脚指头都想得明白。然后一些比较新的技术,像固态电池和超级电容都受制于基础科学的停滞,基本上10年之内不可能商用化的。
因为固态电池现在基本上都是基于硫化物来做的,一旦出了事它就会释放出硫化氢,也就是你们家厕所返臭的味道。就算毒不死你,那也臭死你了。而且固态电池生产也极端困难,所以吹这个的基本就是在做梦。
超级电容
而超级电容呢更加悲催,它充放电超猛,但是存不了多少电。所以搞来搞去,大家只能选用锂电池
但是锂电池的进化速度也是非常慢的,能量密度非常的让人着急,你汽油车随便灌一箱子油,里面的能量就相当于好几吨的锂电池了。这也解释了,就是为什么电动车高速续航就不行。
因为汽油车虽然在市区里面损耗很高啊,但是它在高速上面损耗就降下来了;汽油带的能量本来就是电动车的几百倍,我一旦效率上去,那还不是把你秒杀了。
本来呢,我觉得比较合理的新能源,其实是日本那一套,也就是先做混动技术,然后再去做燃料电池。但是燃料电池的进度,也很菜,再加上中美两国的政策影响啊,最后大家还是搞锂电池。
首先是电池的封装形式,主流的电池一共有三种形式:
第一个是圆柱,也就是18650和21700,特斯拉用的。18650就是我们充电宝和以前笔记本电池用的,特斯拉仗着自己电池管理技术牛逼,直接就拿来塞汽车里,不过里面的化学配方当然是不一样的。
接下来是软包电池,基本上被淘汰了。
最后就是最广泛使用的方壳电池。它就是一个铝制的壳子;然后小的电池组成一个个模组,再用模组装成一个大的电池包塞到汽车里面。你可以把它理解为大袋子的方便面:一个大袋子里面套了5个小袋子。封装形式本身并不能代表电池好坏,因为它也就是一个壳子而已,决定性能的是化学材料;举个例子,泡面好不好吃,不取决于外包装,看的是里面的不同的调料包。
目前主流的化学材料一共有两种:
一个是前些天被炒的沸沸扬扬的磷酸铁锂,性能比较菜,但是它不容易出事,而且价格便宜。但是能量密度非常的低,,而且低温性能特别的菜,就是说你在北方城市就别买了,一下雪你这车续航暴跌,到时候你就只能在结冰的路上,跟纤夫似的拉着你的车回家了。
而主流的叫做三元电池,两种不同的配方,一个是特斯拉用的nca也就是镍钴铝;还有一种呢是NCM镍钴锰,宁德时代就玩的这个。它们的特点都是能量密度比较高,低温性能比较好,当然也就是五十步笑百步的水平。
三元电池的缺点就很要命啊,第一个是贵的要死,而且产能很低;所以你看宁德时代为什么这么叼?因为它捏住了汽车厂的命根子。
另外一个就是安全性很菜,你想啊:性能好就意味着化学成分活跃,所以出个车祸稍微撞一点,化学成分马上造反,给你烧成个火球。
而且就算三元电池的性能再好,它的能量密度也是很低的,续航超过500km,电池包就得将近1吨。开玩笑,家用车的发动机和变速箱加在一起,能有半吨吗?就是皮卡司机,也不会整体背着1吨的货到处跑啊,你算算这得浪费多少能源?
所以说电池储能真的非常的菜。
当然了,这两天也出现了一些改进技术啊,比如比亚迪前两天吹的那个刀片电池和宁德时代的ctp封装。我们还是拿泡面来举例啊,现在的大包装里面不是5个小包吗?那有人就跟泡面厂商量:我家人多,一次要就要吃掉10包,你就把小包装去掉吧,里面塞5个面饼和一整个大的调料包完事。这样大家都方便。
刀片电池和CTP也是一样的,模组消失了,直接把那些电芯全给你粘在一起。理论上呢,这能提高大概10~20%的能量密度。但是,理论永远比实际好看,工信部的资料已经被披露了,比亚迪那台“汉”实际的能量密度只有140Wh/kg,连上一代三元811的水平都不如。
所以刀片电池并不是一个革命性的技术,他是一个改善型的技术;主要减少的是体积和高度,给汽车内空间腾地方,让大容量磷酸铁锂也能用在轿车上。现在看,这个技术目前最强的地方反而是炒作股价,“技术搞不定,炒股第一名”
三元电池做了CTP之后,中间少了很多零部件来做隔离,安全性又进一步的降低了。
大家必须清楚,三元材料的活性太高了,失控温度非常的低,而且自带氧化剂;一旦燃烧起来,根本无法用常规灭火剂扑灭,只能不停的喷水降温,等它自己慢慢烧完,干粉灭火剂啥的完全没用了
除了特斯拉之外,各家的电源管理系统做得也不咋地。最典型的症状就是续航不准,你开100公里仪表盘上掉150km。很不幸啊,国产基本上都是这个水平。
他们卖车的时候,吹牛逼都是NEDC标准续航,这个标准是很水的,基本上是日常续航打7折;他们吹500公里,实际可能就350左右。你要是开高速,可能还不到300,更有丧心病狂的厂商,他跑60公里等速续航,成绩远超NEDC。
这就好比媒体测试手机的游戏续航,不玩王者荣耀,不玩和平精英,他去玩消消乐,你的反应是什么?要不要把他狗脑子打出来?
特斯拉也改变不了这些,4月份呢特斯拉会有一个电池大会,吹逼一下自己最新的电池技术啊,有可能就是使用干电极,但是它也无法改变锂电池本身菜鸡的现实。所以如果你要买电动爹,别看厂商吹的续航成绩,看电池容量。
电池部分我们讲完了,我们再讲一讲充电。
充电桩是非常重要的,如果你没有充电桩的话,就千万不要买电动车;不然它不仅仅是你的爹,他甚至还有可能变成你的爷爷,骑到你的头上去。我们一般说的家用充电桩呢,实际上只是一根导线,用的是交流电,插到汽车上之后,还需要汽车内部做转换,也就是说充电器是在你汽车里面的,充电桩就是个插头。
而我们通常所说的超级快充,用的都是直流电,充电桩就是充电器,所以它的功率比较大,一般在60千瓦以上。特斯拉的超声呢,一般是120千瓦;下一代已经到了250千瓦。当然这个也跟手机的快充一样,电量很低的时候才能满功率;一旦你充到50%,它就阳痿了
所以充电是一件非常痛苦的事情,你一辆车开到没电了,用快充都要两三个小时;你要是国产车,时间翻倍。只有家里有充电桩,每天晚上充电,才能缓解焦虑。
保时捷不服气,说我们要做最牛逼的快充,把电压翻倍到800V,干倒特斯拉的400V,就跟手机上流行的电荷泵快充一样。然而我们国家规定800伏的操作是高度危险的,必须佩戴专用护具,你能想象高贵的保时捷车主,穿的跟个宇航员似的?累死你。
大家看,因为锂电池这么一个落后的技术;人类付出了这么多成本,设计了更多愚蠢的技术来配合他。而使用汽油的话,一根加油枪就解决了一切,最多也就是注意一下加油站里的明火。
用电也不环保啊,你们想想看,特斯拉的一个超充站功率比得上一个大型小区,变压器等配套要多大的容量?如果将来电动车普及的话,整个世界的用电网络又得做多大规模的更新换代?这中间用掉的设备,又要多少的碳排放,浪费多少的物资
所以说什么推动可持续能源发展,纯粹就是在放屁。