主题：【整理】电动车对电池的要求 -- 橡树村
家园 我觉得电动汽车应该是携带两组独立电池组 平日上下班就用一组电池组，另一组则在家中充电。这样有效减轻车重，节约能源，同时也充分给电池充电。出远门的时候，携带两组电池组可以满足需要的行驶里程。
但这样需要有一个车库，另外配一个电池装卸机械。
家园 我的观点更激进一点 在目前技术状况下，电动汽车应该用可迅速更换电池组。电动汽车不需要配电池，而只需要租电池，电动车的初次成本瞬间就降下来了，这对用户来说极具吸引力，而电池成本可以附加在使用成本中逐渐回收，相对于营运公司和客户来说，就是温水煮青蛙的过程。进充电站不用充电，而是直接来个叉车，把用过的电池卸下来，冲完电的电池放进去。
嗯，充电站之间应该配置高速无人专用轨道线路（管道式，可在天上，也可以在地下），可以及时调配各充电站的电池数量。
家园 我这个双电池想法最初就是这个思路的产物 我也想过这个问题，但这么做有很多的弊端，一般人很难接受。
比如，你换电池的时候不可能把电用完再去换，里面还有多少电，你可能也很难准确知道。你为了保险起见，你会在剩余很多电的时候去换电池。这样你的运营成本会很高。这和加油以及充电不一样，余油和余电都还是你的。而且你总是在充电站充电，充电站还要挣钱盈利的，再加上电池租金，要知道不只是每次换电池充电站要收你电钱，而且根据你租的天数还要受你的电池租金（你一天去换一次电池和你三天换一次不会收你一样的钱的）。综合上面的各项费用，运行成本一定会高于汽油车。你还有什么吸引力呢？没有电池车会便宜吗？电池如果收押金比买还贵吧。总的来说，这样运营不如分期付款或者按揭贷款买车。
针对余电的问题，我当时想到的解决方案是用两组独立的电池，一组用完电，另一组启动。当有一组彻底用完电的时候，你再去更换电池，你就不会因有余电而吃亏了。但这样也有弊端，也就是你始终是携带两组电池，不管你路远还是路近。我们知道电动车的电池占用车的重量的很大一部分，如果想满足大的航程，就必须携带更多的电池，这样就带来了不必要的能耗。而且汽车更多的时候并不需要最大航程，这样就会大大降低能耗，也更加环保。在自己家里充电，费用会非常低，也是很多人的理想。这就是我虽然否定了租电池的想法，却保留了两组电池的想法。
当然，有自己的车库和车位更好，但是没有车库和车位的人也能实现在家中自己充电的理想建设私人充电亭，每个亭可以供多家充电和电池安放，每家有自己的电表自行缴电费，每天下班回来在此处更换电池之后，再把车开到车位，也是很好的解决方案。
家园 要卖的不是电是服务, 和手机公司不卖频道一样. 顾客付月费, 获得电池,家里充电的器材和充电场更换电池的服务. 汽车里加一个评判电池充放电能力的电子装置, 和现在的引擎检查提示灯一样. 灯亮了, 说明电池坏了, 就可以去免费更换电池. 但坏换好多了,比如一个月超过三次,合同就要车主下次换电池去检修汽车了. 汽车充电的电能分电表包括在月费里, 不和顾客家用电费并在一起. 家里,公司,购物城充不超过一定限量不加钱, 充电场更换电池收一定的服务费. 不爱护器材, 过度浪费电池, 没事就去换电池玩, 顾客损害的是自己要去检修汽车的时间, 和没人会砸自己的卫星天线玩一样. 只要顾客通过换电池来偷电在经济上划不来, 就可以阻止大多数人滥用.
可以通过不同收费来控制不同的使用方式, 月费最便宜的鼓励在家充电, 偶尔换几次电池, 每次要付少许更换服务费; 月费贵点的免更换服务费, 和固定点免费充电; 等等. 不同的服务, 不同收费很正常. 和手机服务没有一种套餐一样.
家园 余电大致可测 不一定非得用完才充电，到了充电站，表一打，你剩多少电量，折算一下，然后换块电池花多少钱就出来了么。
就现在油电价差来说，不见得加上电池成本折旧会造成用电瓶车会贵过汽油车，这个问题没有深入研究过，所以没有发言权。
租电池押金的问题其实很好解决，电瓶车分电瓶和车两部分，在理想情况下汽车都是要上户的，用新买的车来抵押电瓶不就行了么？至于老用户，多少年的事情去了，而且成本也早已收回来了。或者干脆连车都不用抵押，直接做信用授权，比如房产资产什么的，这一块也可以交给银行去做，大家都有钱赚这个事业才能推动噻
- 复 余电大致可测
家园 那你把整车和电池都抵押给银行不更好？ 家园 贷款买车，分期付款不就是现成的么？ 金融么，就是重在折腾。我们不妨把电动汽车整体分成两部分来看：动力源（电池）+车体，这两部分是可以分开的。目前的主要矛盾是电池太贵，造成整车贵。电动汽车同内燃汽车不一样的是驱动能源部件可拆卸。传统内燃汽车目前租赁也是现成的，但从用户的心理角度上来说，租的车毕竟不是自己的，是“公车私用”模式。而传统内燃汽车贵重部分分解的话就是发动机+车体了，不可能将发动机和车体分开购买噻。租赁电池的思路其实就是给用户提供一个私有的外壳，把汽车成本分解，实现私有外壳+公用动力源模式。即满足了客户“私车私用”的心理，又把购车的门槛降低了。从生产厂家的角度来说，扩大了用户群体和销售量；从银行等金融机构来说，增加了新的业务；从充电站及国家电网公司来说，建立了一个新的用户群体和新的业务范围。当然，最后这些都要由客户来买单，但客户是精明的，如果以上服务+使用费用较传统内燃汽车便宜的话，应该大有市场。自然有赚就有赔，最落不到好的就是石油公司了
家园 有打算这么做的 南非自己设计生产的全电车Joel，就打算这么推广市场。车的售价里面不包括电池，这样价格就降下来很多，电池是租的，自己充电也可以，直接去换电池也可以，这样可以统一管理。
计划2013年开始试点，到时候看看如何吧。
家园 目前已经在产的电动车和混合动力车的推算数据 “耗电程度”其实大体正比于“耗能程度”，其实，只要材料不变，则单体电压就一定，而一个实体的耗电程度，即=“耗电程度”*单体电压。E=Q*V，将一定的电量抬高一定的电势差（电压）即为蕴藏在这一进程中的电能量。所以，一个单体所包含的电能=单体电容量*单体电压；一个实体（比如电池包PACK）所包含的电能=该实体中单体的电容量之和*单体电压；当然，一个实体（比如电池包PACK）所包含的电能也=该实体的整体电（容）量*该实体的整体电压。但前一种方法更好算一些。
铅酸电池：2伏、镍镉电池：1.2伏、镍氢电池：1.2伏；锂电池：钴酸锂电池（手机、笔记本常用）3.7-3.8伏、锰酸锂电池（日韩系列动力汽车研制）3.7伏、磷酸铁锂电池（美国知名企业、中国企业动力汽车的研制）3.2伏。但这是标准数值，具体的企业生产的产品的实际数据（乃至每个单体的数据）都会略有差别，例如有的企业的磷酸铁锂电池质量不太好的，电压充放电中值只有3伏。（这个电压在充放电过程中是变化的）这样，知道一个电池单体内部所包含电池的电（容）量及其材料，即可推之其所包含的能量。
1辆典型的小功率全电动汽车（挪威电动车企业Th!nk的城市巡航小车）大约有7000Ah的电池，由于其使用锰酸锂系技术，等价于包含有25.9度电，可行驶110公里该电池如在国内生产，价格为7万元。如在国外生产，价格每度电800美元，大约在20000美元左右。该汽车的挪威售价为3.8万美元（欧洲汽车昂贵）。寿命如达到预期的1800-2000次，每次充放电为初始容量80%，则电池组寿命可消耗3.73万度电，平均每度电的材料折损成本为0.54美元。该汽车已产数百辆。每百公里的材料和电力成本为15美元。
三菱汽车的i-Miev，已经于2009年年底推出，功率只有47千瓦（比亚迪的E6有70、115、160、200千瓦四档），含电量16度电，含4300Ah，88个电池，每个电池50Ah。充满电可行驶130公里。日本发售价43900美元。按照1800次充放电计算，电池组寿命可消耗2.3万度电。i-Miev的产量预期为预发售1400辆，正式启动后第一年发售5000辆，头三年（截止2013年春）能累计销售3万辆。
两款为世界高度关注的由知名大型汽车企业推出的紧汽车：一款为2010年7月上市的通用Volt混合动力汽车，售价4.1万美元（联邦税收补贴之前），一款为2010年年底（已预定）上市的日产Leaf纯电动汽车，售价合4.05万美元（日本）或3.28万美元（美国，联邦税收补贴前） ，4万美元以上（欧洲）。通用Volt依靠纯粹电力可行驶64公里（理论值），用油时通过汽油内燃机驱动发电机机发电，大部分电力再进入电动机产生驱动力，少部分电力进入电池充电；日产Leaf的全电动行驶极限距离为160公里。
通用Volt的电池PACK总重为170千克，电池含有16度电，采用的是LG化学的锰锂系材料，单体电压3.7伏，折合4324Ah，内部包含220个电池单体，每个单体约20Ah。不过Volt所说的可纯电动行驶64公里只是理论值（充电状态从100%消耗到0%），但实际上一旦含电程度低到30%Volt就会启动燃油模式，采用燃油内燃机驱动发电机一边维持汽车运转一边给电池充电保持电量，而日常在电站充电时Volt自动设定最高充电量为85%，所以纯粹电动只有55%的电（含）量，因此，Volt的真正实际电驱动的电耗量是8.8度。Volt的生产计划是第一年（2010年）1万辆，第二年（2011年）3万辆-4.5万辆。
日产Leaf的电池PACK总重估计为300千克，Leaf含有24度电，采用锰酸锂材料，单体电压3.7伏，折合6500Ah，内部为192个电池单体（4并联再48串联），每个33.7Ah。电池的价格大约为18000美元，折合每安时2.77美元或18.8人民币（含控制系统）。预期未来超大规模生产能够再降低40-50%。每公里耗电相对较多，为百公里26度。（Volt的理论值为每百公里25度）。日产的生产计划是第一年（2011年）5-10万辆，2012年20万，2013年35万辆。假设按照2000次的循环寿命，每次充放电消耗80%的电容量，电池一生耗电3.84万度，每度电材料折损成本为0.47美元。每百公里耗电和材料成本估计为14.5美元。
中国的新能源汽车浪潮虽然很多，但是真正长期计划部署并持续投入的只有比亚迪的2款汽车：F3DM混合动力汽车和E6电动车。均采用磷酸铁锂正极材料，单体电压3.2-3.3伏。
由于比亚迪历来对外实行严格的信息保密政策，技术数据很难获得，只能通过它对深圳市政府汇报和深圳市民亲自体验的数字进行推测。
F3DM含电16度，取3.2伏单体电压，折合5000Ah，充满电理论上纯电动模式可行驶100公里，每公里纯电动模式耗电16度。售价15万人民币。E6属于MPV（商务车），每百公里耗电21.5度，理论可行驶300公里（实测267公里 ），以此推算含电64.5度 ，折合20000Ah，售价4万美元或27万人民币。是目前世界上含电最多的电动车/混合动力车。以比亚迪产业上下游垂直整合计算，省去其中本属于正极材料商和电池制造商的利润，每安时磷酸铁锂电池成本取较宽松的6元，则E6的电池组成本为12万元人民币。按照1800次循环寿命，平均每次为初始电量的80%计算，一组电池在使用期限内耗电9.29万度，每度电的材料消耗成本为1.29元人民币，加上1度电0.5元，合计1.8元人民币。则比亚迪E6每百公里电池材料及电成本为38.7元。
但是，需要注意的是，按照这个方法计算，比亚迪E6的全寿命里程将达到40万公里，超过了普通汽车20万公里的寿命，所以成本可能需要重新估算，重新估算的结果会略高于上面的数字。
Tesla跑车推出的Tesla Roadsters从2008年至今已经生产销售了1200辆，跑车价格10.9万美元，每辆跑车重1.2吨，电池系统包括6391个电池单体 ，重450千克，汽车功率185千瓦，最大扭矩270牛米，略逊于比亚迪E6，质量比E6轻，车体按跑车设计，因此百公里加速3.7秒（比亚迪E6低于8秒），百公里耗电15度（从电池计算，如加入充电耗损为18-21度），续航里程390公里，电池可储存53-60度电，折合18000Ah。按通用1800次循环计算，整个寿命可经历7.9万度的电力消耗，若其电池为1.8美元/Ah，则每度电的材料消耗成本为0.41美元，每百公里材料及电力成本为7,5美元。预期在其停产前Roadster可销售5000辆。
2012年初计划替代Roadster的Model S价格5.74万美元（美国政府补贴后3.99万美元），满电续航里程260公里，百公里加速5.6秒，含电42度，百公里耗电16度。包含5000个日系厂商松下提供的电池单体 ，折合11300Ah。以此估算其每度电材料消耗成本0.33美元 ，百公里行驶之材料及电力成本为6,72美元。
由美国硅谷创业家Miles Rubin发起，首先在中国外包生产制造的“低价”电动汽车Miles 和CODA是另一批成熟的轿车。目前CODA和天津力神（中国四大锂电池生产企业之一）合资成立了Lio Energy System，计划生产CODA所需要的电池（力神同时为美国磷酸铁锂电池企业Valence代工电池单体），并通过天津清源公司组织哈飞生产汽车（CODA轿车的原型即哈飞赛豹），同时也为世界其他整车企业提供电池系统。2010年第四季度将在美国加州销售。CODA轿车采用磷酸铁锂电池，含33.8度电，约合1万安时，满充可行驶190公里。售价约为3.75万美元（扣减7500美元税收抵扣后等价于3万美元）。电池寿命耗电4.9万度，每度电材料成本2元人民币。
其他的大部分汽车巨头均发售了使用镍氢电池的HEV（非插入式混合动力汽车），这种汽车的动力来源仍然是来自燃油，只是提高在驱动中加入电动机 ，提高燃油使用效率，这类车在21世纪初就在市场上销售。主要品种包括：丰田Prius（1997、2004、2009）、Camry Hybrid（2006）、Highlander SUV Hybrid（2005、2008）；本田Civic Hybrid（2001、2005）、Insight Hybrid（2000、2010）、Accord Hybrid（2005）、CR-Z；日产Altima Hybrid（2007）；福特Escape SUV Hybrid（2004、2008）、Fusion Hybrid（2009）；通用Silverado（2004）、水星Vue Green Line（2006）；现代Elantra LPI Hybrid（2009）、大众Touareg Hybrid（2010）、Jetta Hybrid（2012）；这里面，只有现代Elantra LPI Hybrid使用锂离子电池（聚合物电解质电池）。这些汽车的价格，日系车大部分在2-3万美元左右（普锐斯北美售价22400美元），美系车多有4-7万美元的品种。这类技术中如果有能够靠纯电动驱动的，纯电动状态大多只能维持十多公里。含电量只是上文电动汽车的10%左右，如普锐斯含电1560Ah约1.8度。支撑这系列技术按照各大汽车企业的安排可能还会维持2-3年，但发展势头比较勉强，从丰田、通用、戴姆勒（奔驰）的重点方向转向来看，未来会被锂离子动力电池所取代。普锐斯每年全球发售近40万辆，原来主要在美国销售，2009年随着丰田召回事件影响，主要改在日本销售。
一般来说，镍氢动力电池的比功率较大，比能量较小，锂离子纯电动汽车的比功率较小，比能量较大，锂离子电池单体的比能量一般为150Wh/kg（正极材料为接近500Wh/kg，正极材料占电池整体质量的30%），比功率为400W/kg（比亚迪E6电池估计为500kg，最大功率200kW），镍氢动力电池的比能量一般只有50Wh/kg，高不过70Wh/kg，比功率可达到1000W/kg。所以镍氢电池HEV的储存能量只有不足2度，纯电动只能开不足20公里，但加速能力强；反之，纯电动汽车可以开100-160公里，但功率即加速动力不足，这也是典型的纯电动汽车都是微型或紧凑型小车的原因，除非如同比亚迪E6那样以更多的电池量、更多的存储电量来填充，即“以数量弥补质量”。
以上资料，基本覆盖了目前世界上已经进入商业化生产阶段的所有插入式混合动力汽车和纯电动汽车。
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本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)家园 想买一台比亚迪。充电时间要多长？ 感觉比亚迪跟汉能合作，引进太阳能薄膜，或许能省掉充电的时间。
汉能的概念车薄膜电池面积为6平方米，标准光强下太阳能功率密度为1000瓦/平方米，据说转换效率为 30.8%。算下来正常光照条件下1.848千瓦，每天光照5小时可以发出9.24度电。可以供F3DM跑50公里。
家园 很好的数据比较。我对电动车是有长期期待的，可是F3DM 实在是让人无语。估计从车到充电的全系统仍然需要磨合，估计电动车真正进入中国家庭仍然要几年时间呀。
只能继续等待和希望了。
家园 比功率不足原理上讲可以提高电池组电压 一般来说，镍氢动力电池的比功率较大，比能量较小，锂离子纯电动汽车的比功率较小，比能量较大，锂离子电池单体的比能量一般为150Wh/kg（正极材料为接近500Wh/kg，正极材料占电池整体质量的30%），比功率为400W/kg（比亚迪E6电池估计为500kg，最大功率200kW），镍氢动力电池的比能量一般只有50Wh/kg，高不过70Wh/kg，比功率可达到1000W/kg。所以镍氢电池HEV的储存能量只有不足2度，纯电动只能开不足20公里，但加速能力强；反之，纯电动汽车可以开100-160公里，但功率即加速动力不足，这也是典型的纯电动汽车都是微型或紧凑型小车的原因，除非如同比亚迪E6那样以更多的电池量、更多的存储电量来填充，即“以数量弥补质量”。记得普锐斯用的是镍氢电池，288V，但电池容量只有可怜的7AH， 假定最大峰值功率160kw, 最大放电电流要达到555A， 相当于80C率放电， 相信即使是镍氢电池也不行。如果纯电动车，锂离子电池组的电压应该提高到400V到600， 即使以400V计算，160kW的峰值功率不过是400A，对于一个50度电的电池组来说， 单体就高达125AH, 同样的功率，峰值放电只有4C率多一点，对于磷酸铁锂电池来说应该可以胜任。
以上的计算结果有点怪怪地，但看不出错在什么地方，本人没有开过普锐斯，在北美的河友可以八一八他的加速感觉，特别是在电动时候的加速。谢谢！
家园 288V的是最早一款 NHW10，97-01年出产，40组电池，每组6个，共计240个电池，每个电池1.2V，总电压288V，容量6Ah，或者1728Wh，提供30kW动力，104A。电池57公斤重，相当于比功率530W/kg。这款车1.5L的汽油机只能提供43kW的最大功率。
最新款的ZVW30，09年出产，28组电池，每组6个，共168个电池，总电压201.6V，容量6.5Ah，1310Wh，提供60kW动力，达到300A。电池重量44公斤，比功率达到1.36kW/kg。这款车使用1.8L的汽油发动机，提供73kW功率，双发动机联合工作可以提供100kW的功率。
锂电池的指标应该比镍氢电池好才对。因为是单发动机，需要的功率要比Prius的电动机能提供的高不少，不过同时载电量大，电池数量本来就多，一般在Prius携带电量的10倍，所以实现所需要的功率应该不难。原文描述应该是有问题的。
个人理解目前的全电车普遍比较小，还是总能量的问题。车辆越重能耗越高，要实现一定的行程，需要携带的电量就多，电池就越多，加上散热也多，配件就重，然后车就越重。重量达到一定程度就很不划算了。