电动汽车BMS规划影响二次利用价值建议
看看简直一切关于电动轿车 (EV) 电池寿数的评论,据称在法定保修期、替换本钱和职业收回宝贵资料的才能方面存在苦恼。不过,大多数“忧虑”来自反电动轿车的“环保主义者”。
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“联邦法令要求轿车制造商为 EV 和混合动力电池供给至少 8 年或 100,000 英里的保修。加州要求对电动轿车和混合动力电池供给 10 年、150,000 英里的保修。—Caredge.com。
尽管立法者尽力树立顾客决心,但 iPhone Dunning-Kruger 效应人群经过体会延伸在交际媒体上传达关于电动轿车电池只能运用三四年就需求替换的错误信息。现实并非如此。寿数差异的要害不在于化学成分,而在于电池的办理办法——经过电池办理体系 。
BMS 监控和操控。
轿车 BMS 经过监控电压和温度来办理并联电池组,并操控充电速率、电池平衡、放电速率和电池温度。
在大多数轿车运用中,BMS 的热办理(即电池温度)是经过操控液体冷却体系(包含泵、热交换器以及电池加热器和冷却器)来完结的。BMS 的方针是最大极限地削减电池之间的温度散布,这直接导致电池单元中的化学反应速率或多或少匹配。
相同,BMS 监控并联电池组之间的电压,以保证组成电池的这些电池组的串联串中的电压改变最小。这样做会测验最大极限地进步每个细胞组能够存储的能量。它还测验均衡放电深度,由于第一个放电到其最小答应电压的电池组会导致电池彻底耗尽,尽管其他电池或许还有剩下能量。换句话说,“最弱的电池”组决议了整个电池的容量下降。
BMS 能够对选定的电池组进行放电,以下降电压以匹配它们在几毫伏内。这个进程是经过在电池组上用电阻器耗散剩余的能量来完结的,或许更贵重的是将电荷从一个电池移动到另一个电池。
最弱的电池组或许是比电池组中的兄弟姐妹更凉快的电池。Nissan 在下降车辆本钱的基础上做出了一项规划决议计划,以消除前期 Leaf 电池组的自动(液体)冷却。
(图 1)。由于电池组在充电和放电进程中的热失配,电池会以不同的速率降解,然后迅速将电池组容量下降到最低的公分母电池。
图1. 日产聆风 24 kWh 电池组,展现了电池组中的软包电芯、模块和模块组件。
因而,二手 Leaf 的本钱十分低,一般由于电池组加快降解而丢失了一半的续航路程。这是一个经过深思熟虑的规划决议,而不是导致电动轿车销量最多的规划缺点,直到特斯拉 Model 3 初次露脸后好久。
风趣的是,Leaf 运用了 CHADeMo 充电规范,该规范十分合适双向充电。它能够从电网获取电力,也能够将电力送回电网。
电动轿车中的 BMS 用于办理电池的运用寿数,但它对车辆作员的首要可见性是猜测规模——它是电动轿车中的电量计。BMS 还确认电池的最大充电速率,无论是经过电动轿车供电设备 (EVSE)、公共充电器仍是经过车辆牵引驱动体系的能量再生进行充电。
它们或许会让电动轿车运营商感到懊丧,由于他们在冰冷的气候里看到充电率明显下降。BMS 约束低温作期间的充电速率,以避免电池因镀锂而损坏。BMS 还约束了极低温度下的放电率,再次在 EV 的信息屏幕上显现为“功率下降”正告。一切这些都是为了延伸电池的运用寿数并供给最大的答应车辆功用。
延伸电池寿数的推动力。
一般依据充电循环次数,电动轿车电池的能量容量将不行避免地下降到其婴儿 kWh 额定值的 80%。电池依然功用彻底;仅仅最大电压更低,能量容量更低,并且车辆的续航路程削减到新车续航路程的 80%。那辆 250 英里左右的雪佛兰 Bolt 现在的续航路程为 200 英里,或许在 250,000 到 300,000 英里左右......他没死,吉姆。
最近在电池制造办法方面也取得了发现,锂电池的运用寿数能够延伸约 50%。制造设备供货商已准备好机器,能够在不改改变学成分的情况下促进延伸运用寿数电池的制造。那辆雪佛兰,假如装备了更新的编队技能,它依然能够行进 200 英里,但时钟上还有近五十万英里。
假定的五十万英里雪佛兰中的电池是否需求替换 ~13,000 美元 [编者注:前次我在当地的雪佛兰零件部分查看时,200 美元/kWh] 电池组替换?能够说不是。
不过,2011 款日产 Leaf 的初始续航路程为 84 英里,装备 24 kWh 电池组。由于热办理挑选,它的快速退化将导致大约 60 英里的航程,在温暖的气候里,容量削减 70%。因而,它在美国简直毫无用处,那里的均匀通勤间隔为 41 英里,并且该国大部分地区在冬天的气温较低。“作废”轿车?收回电池?
到 2020 年,大约出产了 150,000 个 Leafs,这是很多的“有毒锂进入废物填埋场”,正如 Dunning-Kruger 人群出于对从地下提取更多锂的伪装忧虑而在交际媒体上发布的那样。
现实情况是,这些轿车的价格约为 4,000 美元,“总”车辆的稳妥打捞拍卖费用约为其一半,导致电池本钱为 150-300 美元/千瓦时,这还不包含经过出售驱动和车身部件来收回的资金。在加利福尼亚商场,Facebook Marketplace 有免费的、带电池的 Leaf 列表。Leaf 电池模块和电池组可从我国取得,作为更高容量的替代品。
其他具有更高健康状况 (SOH) 电池的液冷电动轿车作为二手功用性轿车购买太贵重了。可是,总车辆的稳妥拍卖产生的电池和驱动部件的价格在 5,000 美元之间(在本文顶部的促销图片中稳妥拍卖中的轿车“Burnie”)到 20,000 美元可重建的残骸。
在稳妥拍卖中,一辆雪佛兰 Bolt 的总价值约为 10 美元,这与二手 Bolt 的本钱大致相同——算上驱动单元、门、面板和其他组件的本钱收回。电池自身的本钱约为 100 美元/kWh,是新电池组本钱的一半。
所以,这里有一个神话需求打破:新电池组不是 13 美元,而是 8,000 美元,由于二手电池组的价值为 80% SOH (53 kWh)。一辆 3 到 4 年车龄的 Bolt 的商场价值在 9,000 美元到 13,000 美元之间,这要归功于二手电动轿车的 4,000 美元税收抵免,很简单看出 6,500 美元的电池组和 3,000 美元的传动体系作为残值怎么等同于一辆只要 3,000 美元损坏的总轿车。这意味着来自打捞场和稳妥拍卖的电动轿车电池和传动体系供给足够。
考虑到电动轿车收回组件价值的经济性,将功用性 >80% SOH 电池送入收回商的碎纸机以收回战略资料,包含锂、镍、铜、铝、锰、钴等,这将是张狂的。
这又是反电动轿车人群在“环境”问题上犯错的当地,他们忧虑电动轿车电池终究被填埋,或许对正在出产的轿车电池数量的收回才能缺乏。是的,需求电动轿车电池的收回才能,但收回首要是产值影响、婴儿死亡率、细胞,而不是从寒酸的 300,000 英里轿车和货车中提取的“寿数完毕”细胞。
怎么处理 80% SOH EV 包?
一个理性的车主只会继续驾驭初始续航路程为 250-300 英里的电动轿车。在 80% SOH 时,车辆充电仍可行进 200-240 英里,路程表上可行进约 300,000 英里。在 70% 时,该规模会下降到 175 到 210 英里。咱们不要忘掉,美国的均匀往复通勤时刻为 41 英里,因而在温暖的气候下,20% 的 SOH EV 均匀依然能够运用是有争议的。
可是,每年一次,600 英里的奶奶家之旅,这需求以 13 美元的价格替换日常通勤车的电池......考虑到这辆车能够以最少的开销再行进 300,000 英里,这并非不合理。
假定应该有 80% 的 SOH 电池供给......间隔电动轿车大步行进现已曩昔了 20 年,能够说是在 2017-2018 年左右,其时雪佛兰 Bolt、Mustang Mach-E、现代、Veedubs 等加入了 Leaf 和 Model S/X/3 的队伍。所以,明显,从 2037 年左右开端,将呈现一股废旧电池的浪潮,这要归功于奶奶间隔她的子孙有 6 个小时的安静车程。是的,2037 年。关于收回存储量为 53 kWh 的电池的粉丝来说,咱们间隔需求这些收回厂还有十几年的时刻。
因而,未来几年,废旧电动轿车电池、模块和电池的首要来历将从抛弃的车辆中收回。电动轿车电池组件的首要来历将是收回公司,尽管将存在一个家庭手艺业,即企业和个人购买二手车或作废车辆并将其拆解。就像 Burnie(新车在运用程序和长途信息处理中会按称号辨认,那么为什么不呢?)是由于其焚毁的电池组(图 2)。
图2. “Burnie” 正面视图显现严峻的正面磕碰损坏。电池组坠落并向前滑动(朝照相机方向)。火灾损坏和遏止是清楚明了的,正面——“顶层公寓”受到了严重损坏。
火化后有第2次生命吗?
“Burnie”的购买赌注是它以极高的速度碰击的杆子侵入轿车,在那里它取出了前驱动单元,损坏了乘客舱内的中心计算机体系及其触摸屏显现器,并移动和紧缩了电池模块的前“顶楼”,将它们点着成大火,焚毁了电池顶楼(两个电池模块的仓库与平面并排)包中其他模块的摆放)。不过,它的电池组中依然有功用彻底的电池模块。
可是,赌注被后驱动单元及其两个合金轮毂、后四分之一面板和猎鹰翼门的价值所对冲;第二辆 8,000 英里的 Model X“Spinout”需求将其康复到合适上路的状况。Burnie 的 16 个模块中有 12 个没有被大火烧伤。接近前面的两个模块(图 3 中最远的当地)被部分焚烧(尽管依然能够提取大约一半的功用细胞),两个前堆叠的“顶楼”模块被焚烧,只留下焦炭和烧焦的金属(相同是图 2)。
安迪·图鲁迪克3. 从后方看到 Burnie 的背包,电池仓盖被脱落。电池盒中 14 个可见的电池模块隔间中,每个隔间都有一个用于热保护的云母片。前面的两个模块有一半的单元被顶楼的火灾损坏。提取了 12 个富丽、功用彻底的电池模块,每个 5.3 kWh,电压匹配在 10 mV 左右(电压改变在 Harbor Freight 外表中,而不是电池模块中)(图 4)。
安迪·图鲁迪克4. 收成后,“Spinout”舱口中的 12 个原始和功用模块。这些随后以 ~160 美元/千瓦时的价格卖给了当地工匠,他正在从头开端手艺制造一艘带有关闭驾驭室的大型木船,能够进行适航。它的推动体系将是......电。我在车上花了两倍的钱,依然有四分之一面板、用于 Spinout 的 Falcon Wing 门、后驱动单元、一个十分高容量的车载 HV 电池充电器和一对花哨的 schmancy 合金轮毂,一切这些都在未来的项目中康复了第2次生命的运用,而不是废物填埋场或破碎机。
(第二)生命的含义。
Second Life 便是从头运用和再运用。它发明了一种循环经济,最大极限地削减动力输入和本钱,以发明新事物或才能,一起能够转化和/或替代更糟糕的技能或问题的解决计划。
电动轿车部件(首要是驱动单元和高压电池)的二次寿数运用之一是内燃机(ICE)转化。从经典到蠢笨,电动轿车改装为 ICE 轿车赋予了新的生命、更好的功用以及更廉价、更清洁的运转。Electronic Design 网站上的这篇博客介绍了 DIY ICE/BEV 转化社区用于将 ICE 转化为 BEV(电池电动轿车)的一些办法。
现在,BEV 电池最大的二次寿数运用是电网和家庭太阳能存储。
被峰值需求激怒。
尽管特斯拉和通用轿车等公司供给住所储能解决计划,但在电网或住所太阳能运用中运用再运用的电动轿车电池供给了一种经济的办法,将峰值发电/最低电网价格时刻转移到峰值需求/最高电网价格时段。
前几天一个女孩打电话给我说......“过来吧,家里没人。”我曩昔了。没有人在家。— Rodney Dangerfield。
关于住所太阳能,疏忽退休人员和有幸在家作业的人,发电顶峰产生在家庭成员上班或上学时;需求顶峰期在晚上,电动轿车通宵充电。这种离网储能体系传统上是运用需求保护的深循环铅酸电池完成的。它们在充电进程中还会因氢气而构成爆破风险。这些铅电池的定价为二次寿数 BEV 电池的定价设定了规范,这让 EV ICE/BEV 转化社区十分沮丧。
像 secondlifestorage.com 上的黑客相同,特设黑客团队现已运用包含 CAN 音讯诈骗/解码在内的技能瞄准了很多用于住所储能的 BEV 电池组。大多数运用 Lillygo CAN 总线到 GEN24 Modbus (RS485) 桥接电路板,将 BEV 电池的 CAN 总线信息转化为太阳能逆变器能够了解的信息(图 5)。
Dale's EV 修理5. Lilygo 板将 Nissan Leaf 电池组桥接到 Fronius Gen24 太阳能逆变器。EGMP 800-V EV 电池渠道的解决计划,如起亚 EV5/6/9、现代 Ioniq 5/6 和 Genesis GV60,除了 Lillygo 板之外,还需求一个 CAN-FD 接口。该解决计划在曩昔一年中已作为开源同享。
尽管不是一份完好的清单,但除了 EGMP 电池渠道外,一些可用于住所储能的 BEV 电池还包含:
- 。
特斯拉。
关于电网存储,二次寿数的 EV 电池还能够将太阳能发电顶峰期时刻转移到夜间需求顶峰期。B2U 和 Moment Energy 等公司正在将 BEV 电池从头用于集装箱中,宣称与特斯拉的 Megapack 等新的电网存储体系比较,本钱下降了 70%。
不行继续的 EV 电池组规划。
电动轿车电池和模块的二次生命运用源于个人的专心和忘我尽力,他们供给的解决计划能够经过 CAN 总线操控和读取电池状况。OEM 未记载这些音讯和协议。他们好像保留着音讯,就好像读取温度、电流或电池组电压、操控预充电和接触器以及平衡电池单元是某种商业秘要相同。
有 50 个州现已公布或正在立法修理权法令,立法者没有意识到轿车模块通讯在某种程度上是专有的。
例如,“区域电源”的倡导者吹捧铜电缆的分量减轻。可是,未记载的以太网或 CAN 总线音讯与区域操控器之间的音讯意味着它们会被扔进废物桶或被磨碎以获取资料内容,由于无法将这些模块从头用于二次生命运用。
许多 EV 电池模块都有“卫星”板,这些板运用电流阻隔与电池组中的“主 BMS”板通讯,然后构成传感器或卫星板布线的老鼠窝。解决计划?让咱们改用 RF 通讯。糟糕,它或许会被黑客侵略,所以让咱们加密进出电池模块的链接。
假如一个模块运用加密,它将怎么被从头调整用处?它不能,因而 Ultium 之类的产品终究或许会进入收回商的碎纸机,而不是从头用于二次生命运用,例如住所储能、电网储能或 ICE/BEV 转化。替换电池的资料含量没有任何可观的补助,这与电池不同,除了其最大储能水平耗尽 20% 到 30% 之外,它依然功用彻底,假如即使是从像 Burnie 这样的总毁车辆中收回这么多。
还有一些狂野的电池到电池组封装计划,其间将很多电池粘在冷却板上,假如电池组由其操控连接器操控,冷却板依然能够作业,但为其他外形尺寸重建电池组,例如经过从头摆放电池或(不存在的)模块进行 ICE/BEV 转化所需的电池组是不或许的。这下降了背包在打捞时的价值,导致稳妥费率上升。
不行继续规划的终极典型是电池到底盘,其间电池被粘在车辆内部的巨大铸件中。运用这种包装计划,住所存储需求将特斯拉 Model 3 挂在车库墙上。
现在是狂野的西部。电池模块的规范外形尺寸(串联和并联电池的摆放)并不遍及。操控和传感器读数的音讯要么是加密的,要么是未记载的。电池组的盖子一般用粘合剂粘在上面,以避免轻松修理、保护和搜集内部模块和组件。OEM 没有理由不记载车辆中模块的 CAN 音讯传递,以便这些模块能够从头部署到二次生命运用中。
半个世纪以来摧残 Combustion。
最糟糕的是,OEM 的电池体系规划寿数为 15 年,而不是从头部署到二次寿数运用的 EV 电池将看到的 40+ 年。假如运用新的构成技能来诞生锂电池,很简单半个世纪,假如选用新宣告的锂打针办法,则需求几个世纪。
但没有什么能比得上那些将电动轿车贴上“车轮上的 iPhone”标签的勒德分子和反电动轿车集体。这个类比使每辆未出厂的电动轿车的储能寿数缩短了 40 年——储能不仅在 ICE 轿车中,并且在焚烧甲烷的“峰值”发电厂中彻底替代了焚烧。
内容来源:https://congtytkp.com.vn/app-1/kèo thụy điển,https://chatbotjud-hml.saude.mg.gov.br/app-1/paraiso-do-swing
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