讨论电车除了说电池,充电、航程、100加速、外观,配置.....
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[1 楼] xyghpxj [泡菜]
21-1-14 09:38
大家除了研究电池、充电、航程、100加速、外观,电子配置......外,怎么都不研究传统的东西了(操控的方面:底盘、悬挂......安全方面的什么什么的碰撞试验......)?
[58 楼] 没车 [泡菜]
21-1-15 16:28
miaoyuyt 发表于 2021-01-15 04:52
有个疑问,同一款式的汽油车和混动车,比如唐燃油和唐混动,或者crv燃油和混动,是不是混动版因为电池布局的因素,会让整车重心比同款燃油车更低?...
操控好的车想尽一切办法减重,
电吹疯们绝口不提电池增加的重量对操控的影响
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[57 楼] 残留的光与影 [泡菜]
21-1-15 16:22
luckcat 发表于 2021-1-15 12:44
很快了,按现在的进度,应该2年后,纯电续航就有1000公里了,打个五折跑500妥妥的。
假设1000公里续航的电池组是150度电,300KW的超级充电桩就可以半小时充满,以目前技术来说没有问题,就看推广速度了。


那看来关键就是推广速度了。用我最近一次出行来做例子。
元旦从广州出发,去湖南广东交界处看冰。
单程大概350公里,我开混动凯美瑞去,都不用管加油的事情。
如果电车高速能跑500公里,到酒店就插上电,那就和汽油车一样的方便了。
而且现在电车性价比感觉还是很不错的,1月份看到model y的展车,感觉家用很好。
[56 楼] miaoyuyt [泡菜]
21-1-15 12:52
有个疑问,同一款式的汽油车和混动车,比如唐燃油和唐混动,或者crv燃油和混动,是不是混动版因为电池布局的因素,会让整车重心比同款燃油车更低?利于操控?
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[55 楼] luckcat [资深泡菜]
21-1-15 12:44
残留的光与影 发表于 2021-1-14 15:13
如果有一天,高速能做到500公里的续航,充电方便,半小时充满。
而且价格还比现在的汽油车低。
那估计整个汽车行业就天地翻覆了吧,我感觉20年左右就能做到了。

很快了,按现在的进度,应该2年后,纯电续航就有1000公里了,打个五折跑500妥妥的。
假设1000公里续航的电池组是150度电,300KW的超级充电桩就可以半小时充满,以目前技术来说没有问题,就看推广速度了。
[54 楼] IEC909 [泡菜]
21-1-15 10:39
DiegoMaradona 发表于 2021-1-14 15:45
另外,电车最大的魅力在于基于5G6G的自动驾驶,这才是最大的动力,节能减排降低石油依赖其实只是第二位。

我一直说电动车是下大棋,你却一直纠结这三毛两毛电费,实在是没法更深的讨论。

自动驾驶与油电执政有毛关系?
[53 楼] pan197249 [资深泡菜]
21-1-14 23:50
电车的热管理不是那么简单的,转个文章吧,里面有些我是看不懂,但肯定的是电池对温度控制要求高,只有在最佳温度才能发挥最大功效,高了低了都会影响到动力输出。

电池的习性与人相似,它既受不了太热,也不喜欢太冷,最适宜的工作温度在10-30°C之间。而汽车的工作环境非常宽广,零下20-50°C都很常见,那怎么办呢?那就给电池配个空调吧,以实现热管理的3个功能:
散热:温度过高时,电池会折寿(容量衰减),暴毙(热失控)风险增加。因此,温度过高时,就需要散热。
加热:温度过低时,电池会折寿(容量衰减)、衰弱(性能衰减),若此时充电还会埋下暴毙隐患(析锂导致的内短路存在引发热失控的风险,上海特斯拉自燃可能是此原因)。因此,温度过低时,就需要加热(或保温)。
温度一致性:我还记得90年代的早期空调,启动起来就一阵冷风猛吹,吹完就歇一会。而如今的空调,大多具备了变频与环绕吹风功能,目的就是为了保持温度在时间与空间两个维度上的一致性。类似地,动力电池也需要尽可能降低温度在空间上的差异性。
温度一致性有多重要?
从“质”与“量”两个角度来看,如果说散热与加热功能是热管理的“量”,那么保持温度一致性就是热管理的“质”。
在架构设计阶段,电池被当作一个整体看待,从外部定义冷却/加热水流量、进水口温度和出水口温度等指标。设计的热管理能力越强,电池系统的适应性就越强:夏天能够正常输出大功率,冬天也能快速启动。
打个比方,同样大的客厅,5匹的空调就是会比3匹空调更凉快。评价散热与加热功能,就是考量它能否实现更强的散热/加热“量”,同时尽可能地不增加太多重量、体积、能耗、制造与维护成本。比方说,我曾经在张抗抗:冬季续航减半,是电动汽车的宿命吗?这篇文章中比较过冬季加热的办法,如果是在东北极寒之地,再牛逼的PTC、热泵,加热能力都不如一台粗暴的柴油加热器啊。
对空调来说,最重要的是制冷制热是否给力,至于变频与环绕吹风功能,至少对我这个大老爷们来说,是可有可无的。但是,对于电池来说,保持温度一致性与前两个功能同等重要,这源于以下三点:
一、木桶效应:电池系统的性能、可靠性取决于最弱的一个电芯,系统的安全性取决于最不稳定的一个电芯[1]。
举一个工程上的实际例子,下图是某型号三元锂电芯最大放电电流随温度变化的曲线,可以看出电芯的性能和温度关系非常大。假设大部分电芯温度为20度,而电芯B因为加热慢温度只有10度,那么整个电池包都必须迁就B电芯,放电电流被迫从140A下降到100A,性能下降了三分之一,可谓是“一颗老鼠屎坏了一锅粥”。

二、二次不一致性:工作温度差异是造成二次不一致性的主要原因。
单体电池出厂时带有的固有个体差异称为一次不一致性,在使用过程中逐渐加大的单体电池差异称为二次不一致性。
一次不一致性主要反应了电芯厂商的制造与测试水平。它的产生原因很复杂,包括生产一致性、电极层均匀度、电解液总量与渗透度、杂质混入程度与位置等。七八年,国内先进厂家的电池容量差异可以做到3%,而国际先进厂商可以做到0.3%[1]。经过这几年的奋起直追,国内的电池也可以将一次不一致性做到与先进水平相近了。
二次不一致性主要反应了主机厂的系统集成水平,尤其是热管理设计水平。也就是说,即便买到的电芯再好,如果主机厂的系统集成能力差,在使用过程中也会逐渐扩大单体差异,带来性能衰退与安全风险。
三、链式反应
电池差异扩大是一个渐变过程,也许只是容量偏小5%、内阻偏大10%的情况;但最弱的环节引发电池包的热失控却是一个突发过程,为什么会这样呢?原因就在于链式反应。
注:链式反应是一种形象的比喻,并非严格的学术概念。最早出处是@姚昌晟的文章[2]。
链式反应的第一个含义是指,电池的副反应通常是放热的,若散热条件不好,放热的副反应有可能引起更高温度的副反应,甚至达到450度引起电解液燃烧。下图是一个形象的表达[3]。

电池副反应及反应温度
链式反应的第二个含义是指,单体电池的热失控会大量放热,若单体电池之间的隔热/散热条件不好,热量有可能引发相邻电池的热失控,进而引发整个模组(module)甚至整个电池包(Pack)的热失控。上海特斯拉自燃事故中,总共烧掉了4个模组,如果不是采取了消防措施,大量喷水使其降温,最可能的结果是其他模组也被引燃烧光。

单体电池热失控引发相领单体的热失控
由此可见,作为电池热管理的代表性功能,温度一致性可以作为衡量电池管理技术高低的核心指标之一。考虑到木桶效应、二次不一致性和链式反应,若温度一致性做得不好,后果不仅仅是性能衰退那么简单,甚至可能会带来“千里之堤,毁于蚁穴“的惨案。
保证温度一致性难度有多大?
降低单体电池间的温度差异,主要取决于散热流道设计。
首先考虑最简单的一维设计[4],图(a)是最简单的设计,冷却载体(风冷为空气、液冷为水或冷却液)从左向右流动,这会带来一个问题:右侧的冷却液温度较高,散热效果较差,最右侧单体电池的温度就会显著高于最左侧。

(a)简单流道 (b)楔形流道 (c)往复流道
图(b)进行了一些改良,楔形流道使得右侧的冷却载体流速加快,对冲了冷却液温度较高的因素,从而使得效果好于图(a)。问题是电池包内部是寸土寸金,楔形的角度不可能设计得很大,所以这种设计的效果也不会比图(a)好太多。
图(c)是设计了一个往复流道,冷却液周期性地改变流向,从而削弱了一半的温度差异。然而,这种方案也有代价,如果是风冷可以使用风扇交替吹风来实现,但如果是液冷,在工程上就很难实现。
如果说一维设计似乎也不难理解,用大白话就能讲清楚,那我们再看看二维的情况:左侧为对齐排列,右侧为错开排列。

那我们还能凭直觉回答出来以下问题吗?
在放电过程中,哪个温升更高?
在放电过程中,哪个温度差异更大?
在放电过程中,是否都是下游单体电池温度更高?
事实上这就很难凭直觉来回答了,而需要借助计算流体力学与传热学,用一堆偏微分方程来仿真了。

说到偏微分方程,我的头已经开始大了……那我们还直接看看文献[5]的结论吧:
在相同流量的情况下,错落排列的散热情况更好,温升更低;但驱动冷却载体的能量消耗要大为增加。(个人直观理解,对齐排列只能吹侧面,而错落排放可以吹正面,所以散热效果更好,但流动阻力更大)
随着径向距离增加,对齐排列的温升会降低,而错落排列的温升恰恰相反。这点是反直觉的。
两种排列的温度不一致性差不多,但温度分布规律差异很大。在错落排列中,中游单体电池温升最小,上游与下游单体电池的温升都较大,这是反直觉的。

实际工程是比二维还要复杂的三维情况,而且还要考虑整车布置的影响,电芯成组后的形状可能不是完整的长方体,都会给电芯热管理带来更大的挑战。例如特斯拉的电池组就是不规则分布,热管理设计、仿真与测试的难度难以估量。

讲到这里,就可以体会到电池热管理的难度了,我甚至开始庆幸自己不是干这个岗位的,因为这是真的难!
控制温差的业界标杆
一般来说,合格的电池组要将温度差异控制在±5°C以内。如果可以做到±2°C以内,那可以称为是优秀,能达到这个标准的有传统车企巨头通用汽车和造车新势力的领路人特斯拉。
圆柱电芯的特斯拉
特斯拉使用的圆柱形电池接触面比较小,散热是个难点;18650单体电池容量小,所以电池组内的单体电池数量尤其多,更是增加了电池温度一致性的难度。因此,特斯拉费了不少心思进行热管理设计,从公开的专利中可以看出一些设计思路。
其一,特斯拉设计了蛇形散热片。这样每个散热片的曲度和圆柱形吻合,大概可以做到大半个圆的接触面积,促进电芯和外界的导热,降低热阻;每一条金属片都会和左右两边的主散热通道连接。

从实际的拆解图来看,是每两层之间有一个大的散热带,可能主要是为了节约空间和重量。而实际散热带的布置和走向,也并非像专利示意图中这么规整,而是呈现环状。

其二,特斯拉采用类似前面提到的“双向冷却”方法,即对左右散热通道的方向取反,左边自下往上流,而右边自上往下流,以防止上下温度的不均衡。

从实际拆解的图片来看,确实每个散热单元都有四根水管接口,两进两出。

从另一张论文中的图片可以看出,虽然原理很简单,但两路相反回路的缠绕和布置是相当复杂的,通过相反回路来保证每个电芯散热/加热相对均衡。

这种设计,对详细的热流阻分析也是非常必要的,这是一个更复杂的学问(类似前面提到的二维情况下的计算流体力学与传热学仿真),在此不再展开。

方形电芯的通用Volt
相比于激进的特斯拉,GM的Volt使用了较为稳妥的方形电芯,同样在热管理方面下了不少功夫。由于方形电芯接触面比较大,GM直接在每两片电芯之间加了一个散热棘片,通过棘片把热量传递到下面的冷却回路里面。

可能是由于散热棘片的效果比特斯拉那种蛇形的接触面更大,且热阻更小,通用并没有设计双向的流动来控制温差,这可能也和Volt的电池包没那么多单体,整体均衡性比较好有关。
威马EX5的热管理设计
在控制温差的热管理设计方面,除了上面提到的特斯拉、通用Volt两个优秀案例,达到±2°C水平的还有威马EX5. 除温差控制外,威马内部测试显示16万公里电池最大衰减率<5%,给出了8年15万公里质保承诺,高于工信部的要求,信心应该是源自于自身的热管理设计水平。
数据均来源于威马官网及内部测试结果

图片来源:威马汽车官网
在公开资料中找到的细节设计并不多,因此在此只能做一个简单分析:
控制电芯的初始不一致性:在电芯组成模组之前,威马要求电芯间电压差小于25mV,模组间电压差小于30mV,确保电池包初始状态的内部电池容量均衡。俗话说,千里之堤,溃于蚁穴,若初始不一致性不好,则其它的一致性控制措施都将事倍功半。因此,对电芯初始不一致性控制,可能比预想的要重要得多。
独立液冷回路:减小电机、DCDC系统工况对电池热管理的影响。电芯模组底部布置的铝制水冷板导热效率高、流动阻力低,实现更高的散热效率;而铝板与电芯之间覆盖导热硅脂(DIY电脑给CPU散热的就是这个东西),提高了电芯与散热板之间的导热率,提高了散热效率,也就更有利于电芯温度一致性的控制。

并联布置的铝制水冷板
每个模组2个温度传感器:文献[1]指出,温度传感器的测点数量、测点位置、测量精度对电池热管理的控制精度有重要影响,因此威马EX5每个电池模组配备了2个电芯温度传感器。从前文的二维设计温度分布图可以看出,若知道模组两点的温度,就可以估计出整个温度分布。
但必须要指出的是:2个温度传感器仅是必要条件,对电池包的计算流体力学与传热学模型的透彻理解才是最关键的因素,这才是主机厂独有的硬实力。

网友评论:请问你们知道特拉斯正常行驶后,电池温度么?我已经知道特斯拉在超冲的情况下,开始会主动加热电池到50度左右,而电池冷却液在55度左右,开始给电池冷却。我知道的是因为超冲会对电池造成一些化学性质改变的影响,而提高充电温度会减缓这种影响。

现在已知特斯拉电池在放电的时候,25°是最合适的温度,内阻最低,发热最低。那么就不知道特斯拉正常行驶过程中,他们对电池的温度控制是如何的?是一直持续在25度么?

由于没有车子,不知道特斯拉的冷却系统是否增加了空调冷风对冷却液降温。如果只有电子风扇对冷却液在蒸发器内降温,我觉得在这个大夏天,气温都在35度左右,只靠电子风扇降温,冷却液几乎不可能降到25度,电池温度自然也不可能维持在这么低的范围。

网络上查了两天了,还是没有查到实车的数据。

还是等他们给电池装上空调再来买电动汽车。现在的情况,让人不太放心。
[52 楼] IEC909 [泡菜]
21-1-14 23:33
性能最好的油车和电车分别就是f1和FE了吧 ,这两个在赛道上比比看,后者跟前着比起来就是一个玩具级别的。
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[51 楼] 最终幻想8 [泡菜]
21-1-14 23:16
pan197249 发表于 2021-01-14 20:22
就好比总说反正你一年跑不了几次长途,所以电车续航不重要一样

开出热保护和长途自驾的比例有多少?

反正我觉得给我开,一两年仲要自驾长途一下,热保护嘛,不知道10年8年有没有一次咯
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[50 楼] pan197249 [资深泡菜]
21-1-14 22:59
男人心似海深 发表于 2021-1-14 21:09
不是一回事,城市道路场景下你根本不可能开出热保护,这么说够清楚了吧。
不可能开出和一年从不开长途对应,一年跑几次长途对应偶尔可以开出几次热保护。
不要混淆概念!
从颜宇鹏测试的结果看,只是说把测试选在赛道上,至于到底有多暴力测试不得而知,不过最多的那个跑两圈功率竟然下降了一半之多,已经很严重了。这个热保护或者说是热管理感觉应该是随时在进行的,日常稍暴力点开是有可能让热管理限制功率输出的,只是限制有大有小,包括剩电量少的时候,肯定也要对功率输出做限制,而油车哪怕只剩2升油他的加速能力不会变。
[49 楼] 男人心似海深 [资深泡菜]
21-1-14 21:09
pan197249 发表于 2021-1-14 20:22
就好比总说反正你一年跑不了几次长途,所以电车续航不重要一样

不是一回事,城市道路场景下你根本不可能开出热保护,这么说够清楚了吧。
不可能开出和一年从不开长途对应,一年跑几次长途对应偶尔可以开出几次热保护。
不要混淆概念!
[48 楼] pan197249 [资深泡菜]
21-1-14 20:22
男人心似海深 发表于 2021-1-14 20:12
你多虑了,在城市道路里,你没这本事也没机会开出热保护。
就好比总说反正你一年跑不了几次长途,所以电车续航不重要一样
[47 楼] 男人心似海深 [资深泡菜]
21-1-14 20:13
boyjoe 发表于 2021-1-14 19:54
都自动驾驶了,开车还有什么意思,不如做地铁,也是自动驾驶

地铁人挤人没有私人空间,开车是享受自我空间,还是有区别的。
[46 楼] 男人心似海深 [资深泡菜]
21-1-14 20:12
pan197249 发表于 2021-1-14 19:50
电车的持续加速能力要打很大折扣,也就是热保护会导致功率降低受限制。

你多虑了,在城市道路里,你没这本事也没机会开出热保护。
[45 楼] boyjoe [泡菜]
21-1-14 19:54
都自动驾驶了,开车还有什么意思,不如做地铁,也是自动驾驶

[44 楼] kx133 [泡菜]
21-1-14 19:53
pan197249 发表于 2021-1-14 19:50
电车的持续加速能力要打很大折扣,也就是热保护会导致功率降低受限制。

车用汽油机最大功率时间15分钟,电动机最大功率时间xx秒,因为整体重量原因弯道性能。。。。
[43 楼] pan197249 [资深泡菜]
21-1-14 19:50
kx133 发表于 2021-1-14 19:34
说操控好的:高功率焊ev赛道成绩和迈瑞宝xl一样,但价格贵一倍、提速快一倍。
电车的持续加速能力要打很大折扣,也就是热保护会导致功率降低受限制。
[42 楼] kx133 [泡菜]
21-1-14 19:34
说操控好的:高功率焊ev赛道成绩和迈瑞宝xl一样,但价格贵一倍、提速快一倍。
[41 楼] 原子广告 [资深泡菜]
21-1-14 18:32
xyghpxj 发表于 2021-1-14 09:38
大家除了研究电池、充电、航程、100加速、外观,电子配置......外,怎么都不研究传统的东西了(操控的方面:底盘、悬挂......安全方面的什么什么的碰撞试验......)?


电车重心极低,操控超过油车很正常,所以不爱提。
[40 楼] 民间团体 [泡菜]
21-1-14 18:28
因为弯道超车了
[39 楼] my8259 [资深泡菜]
21-1-14 17:04
DiegoMaradona 发表于 2021-1-14 16:29
事后这么说而已。我19年底买的电车,一开就知道这玩意前途无量,当时蔚来才几块钱,比亚迪宁德时代也都在地板上,也就看着它啪啪啪的涨不敢买。


当然是马后炮。。。。当时买了点小鹏,20买入,40几卖了,,,,主要是我去试过P7,感觉产品力还行~~~
[38 楼] DiegoMaradona [泡菜]
21-1-14 16:29
my8259 发表于 2021-01-14 08:22
我都看累了,,,,说这么多,,,,
很多时候不去体验,不成为用户,怎么能够理解变革?
我前后买过7台车,6台汽油车,一台电动车,...
事后这么说而已。我19年底买的电车,一开就知道这玩意前途无量,当时蔚来才几块钱,比亚迪宁德时代也都在地板上,也就看着它啪啪啪的涨不敢买。
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[37 楼] 皮耶罗 [资深泡菜]
21-1-14 16:22
各种说车人都有吧,看看抖音上几千个说车人,七嘴八舌各有意见,

意见多了互相矛盾冲突,还不如不听不看,自己试驾最重要。
[36 楼] my8259 [资深泡菜]
21-1-14 16:22
DiegoMaradona 发表于 2021-1-14 15:58
电车才好自动驾驶,自动驾驶了,拥堵还叫事吗?人开车车速120的车距要保持几十米,自动驾驶几米就够了。市内五六十公里的车速,自动驾驶可以间一米。车联网,云驾驶,道路利用率大大提高。


我都看累了,,,,说这么多,,,,
很多时候不去体验,不成为用户,怎么能够理解变革?
我前后买过7台车,6台汽油车,一台电动车,用过就立马知道了,,,,未来趋势是什么
唯一遗憾的是:还是不够敏锐,早一点买电动车的话,我会把当时所有能投资的钱全部拿去买电动汽车公司的股票,,,,,

本帖最后由 my8259 于 2021-1-14 16:22 编辑
[35 楼] DiegoMaradona [泡菜]
21-1-14 15:58
pan197249 发表于 2021-01-14 07:53
不只是成本问题吧,道路资源缓解拥堵,按理说多卖车国家还能增加税收呢,为什么还要摇号呢?还有从污染上来说,电车那一大坨电池污染也不会小吧。反正...
电车才好自动驾驶,自动驾驶了,拥堵还叫事吗?人开车车速120的车距要保持几十米,自动驾驶几米就够了。市内五六十公里的车速,自动驾驶可以间一米。车联网,云驾驶,道路利用率大大提高。
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[34 楼] pan197249 [资深泡菜]
21-1-14 15:53
DiegoMaradona 发表于 2021-1-14 15:39
你前面的思路不对。

你觉得郭嘉骗你上船然后关门打狗,其实不是,可以关门打狗的地方到处都是,犯不着在电车这个小领域上动手。比如说房产税,一套房子随便弄弄就是一年几万的税,犯得着一度电一度电的跟你抠?
不只是成本问题吧,道路资源缓解拥堵,按理说多卖车国家还能增加税收呢,为什么还要摇号呢?还有从污染上来说,电车那一大坨电池污染也不会小吧。反正现在电车使用成本低廉抛不开政策支持往里砸钱,不但不限制还要支持,以后就不好说了,真会继续砸钱支持普通老百姓用极低的成本开着没任何限制的电车满街随便跑?哪个国家估计也不可能。
[33 楼] DiegoMaradona [泡菜]
21-1-14 15:45
另外,电车最大的魅力在于基于5G6G的自动驾驶,这才是最大的动力,节能减排降低石油依赖其实只是第二位。

我一直说电动车是下大棋,你却一直纠结这三毛两毛电费,实在是没法更深的讨论。
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[32 楼] DiegoMaradona [泡菜]
21-1-14 15:39
pan197249 发表于 2021-01-14 07:34
等我的两辆车其中一个该淘汰时可能会考虑电车,现在我用车太少,其中一个车就扔在老丈人家都不怎么用,没换车动力为什么要换。但是有一点,现在电吹风...
你前面的思路不对。

你觉得郭嘉骗你上船然后关门打狗,其实不是,可以关门打狗的地方到处都是,犯不着在电车这个小领域上动手。比如说房产税,一套房子随便弄弄就是一年几万的税,犯得着一度电一度电的跟你抠?
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[31 楼] pan197249 [资深泡菜]
21-1-14 15:34
DiegoMaradona 发表于 2021-1-14 15:25
既然如此,你还不赶紧买,享受下低廉的用车成本
等我的两辆车其中一个该淘汰时可能会考虑电车,现在我用车太少,其中一个车就扔在老丈人家都不怎么用,没换车动力为什么要换。但是有一点,现在电吹风吹电车有点太过了,电车问题同样很多没解决,我还是那句话,不是油车被限制死了,电车不会有机会发展。
[30 楼] DiegoMaradona [泡菜]
21-1-14 15:25
pan197249 发表于 2021-01-14 07:23
不要只看现在,现在是普及阶段当然要让你觉得便宜,不是说了么现在是电车偷着乐的时候,油车消失电车普及了以后你看吧,不论是使用方便性还是使用成本...
既然如此,你还不赶紧买,享受下低廉的用车成本
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