《汽车之家》的范福江专家在对《电动汽车充电也许可以更简单》的评论中提出了若干关于电池的疑虑，我们对此作了一个稍稍详尽一点的回复。我们的观点或许是谬误或许对同仁有参考价值，为电动汽车发展计冒昧贴在下面以求抛砖引玉。

谢谢专家的关注。

《汽车之家》的专家介绍告诉我们先生是汽车行业的前辈。相比之下我们只能算是业余爱好者，对电动汽车的认知仅止于皮毛无法进行深入的讨论只能将一些设想讲一下。谬误难免还望赐教。

先讲一下我们对于电动汽车设计和使用的一些思考。我们所提出的一揽子方案可以用电池“化整为零、人工换电、集中充电、统一调配、借巢生蛋”来概括，其核心理念是“人工换电”，因此需要“化整为零”，这样一来就为解决困扰业界多年的多种技术和商业问题提供了新的可能性，我们的看法是基础设施以“集中充电、统一调配、借巢生蛋”的思路建设为最佳。

为什么要人工更换？人工更换的最大好处是不需要设备，这样一来换电只要有场地就可以进行，如果实行“集中充电、统一调配”加上借用加油站和停车场的场地，就几乎不必进行任何硬件投资，这样要在全国配置如同加油站一样密集的换电网络节省的金钱就是天文数字。要人工更换首先电池要小到一个人方便操作的体积和重量。国电在杭州推行的换电方式用了四个电池，也可以说是“化整为零”，但是国电的电池太大（据说重量约65kg）换电不能完全摆脱对设备的依赖。我们设想的电池重量一定要小于20kg每辆车装上10来个，直观地看就好比装了十个电摩的电池一样。

电池小数量多难免会有不方便之处但这样做的好处也还是蛮多的，起码可以在电池制造使用、整车制造使用、以及换电网络建设方面给人们创造更多发挥想象的空间。

从电池方面来讲，首先我们可以想到的是虽然电池都是用来为电机提供电力的，但换电池用的电池和充电用的电池在利用方法上面的潜在区别还是显而易见的。其中重要的区别之一就是对于电池的充放电深度的设计理念可以不同。

插电式电动汽车的一个重要性能指标是续航里程，要保证尽可能长的续航里程又要少装电池，于是就想着让电池组中所有的单体电池都满充满放，好对人们宣传说你早上开着车出门晚上一定能再开回来，不会出现离家5公里外没电的状况。当发现单体电池的一致性不太好时就一面指责电池技术不过关一面忙着搞一套复杂的电源管理系统，弄来弄去看市场仍然不买账就嚷着电动汽车技术不过关还是要搞混合动力。

如果是一台换电池的电动汽车，车主并不十分在意那最后的5公里10公里的，眼看着快没电了只需走进附近的换电池站就一切OK。因此换电池用的电池就可以适当减少充电放电的深度，缓解电池深度充放电带来的安全、寿命等问题，同时还可以简化BMS等的设计。

第二个重要区别是换电电动汽车的电池充电过程是在脱离了车辆环境的专用充电设施中完成的。专用充电设施的空间大小、供电能力以及投资多少不像在车辆上那样受到苛刻限制，无论从技术还是经济角度讲都有足够的余地对电池充电过程中的充电方法以及散热保温需求采取足够的措施，并对充电过程实时全程监控。还方便对电池进行定时检测、维护乃至修复。甚至报废的电池可以就地集中后送往处理设施。

第三个重要的区别是换电电动汽车的电池与车辆之间具有可快速拆分的机械和电气结构。这样的结构为电池所有权和使用权分离提供了可能性，同时也方便将电池用于其他储能和用电设备，从而给人们开发新的商业模式提供了充分的舞台。

上述三点对于人们通常所讲的换电模式都是适用的，当采用“化整为零”的方案后还有以下潜在的好处。

第一电池小了它内容的单体电池的数量自然就少，单体电池一致性问题容易处理，起因于一致性差的多种弊端可以得到缓解；其次电池小了内部各个单体电池间热环境一致性会相对地好一些，电池的散热保温问题容易处理；还有电池小单体电池数量少容易借助电池保护板技术将电池制成不依赖车辆BMS的安全可靠的基础件，从源头上消减电动汽车的不安全隐患；另外电池小了容易做成强度刚度好的包覆结构增强电池抵抗破损变形的能力。

当然电池“化整为零”更大的好处在于方便标准化和扩大电池生产规模。反对“换电模式”者主要论据之一就是车辆千差万别，电池不标准化换电站难以准备多种多样的电池应对各种车辆，电池要标准化又难以找到适合各种个性化车辆的标准电池方案，这样的推理无疑是正确的，但是其前提——电池是将千百个单体电池纳入一个箱体的“整体”值得推敲。采用将电池“化整为零”分布配置在车辆各处的思路就有可能用一种标准电池应对所用的车辆。说到电池生产规模可以这样考虑，一个车企分5个电池各异的车型年产一万辆电动汽车，那么平均每种电池的需求量是2千只，如果按平均每辆车用10个小电池分布配置的话，电池的需求量就是10万只。

另外还有一个问题就是电池的原理多种多样，仅时髦的锂离子电池就有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、…，人们在制定电池标准时只需像小家电常用的干电池那样规定电池的外形、机械电气连接结构、额定电压(包括最高充电和最低放电电压)、额定电流（包括最高放电电流以便保证安全）、最高温升等指标而不规定内部的结构，就可以将不同材料甚至不同原理的电池纳入一个标准体系框架之内。将来即使人类开发出了新原理的高效电池仍可沿用这一体系。

从整车方面来讲，电池“化整为零”最显著的好处是弱化了整车在空间和重量方面对装载电池的限制条件、增加了整车设计的灵活性，方便在传统车型平台上开发电动汽车。汽车的种类繁多，单是人们比较熟悉的轿车就有德系车、美系车、日系车、韩系车、微型车、普通车、中级车、高级车、A级车、B级车、四门五座、五门掀背、两门四座、旅行轿车、SUV、…，排量从1.0到1.6、1.8、2.5、…，算上各个品牌各种车型就多得数不胜数。它们的车体大小、车内空间布局、动力性能要求、对舒适性的追求各不相同，以这些成熟的燃油车平台为基础开发换电池的电动汽车就免不了要处理电池容量、有效空间、电池快速装拆方式、车辆重心配置等问题。

既方便安装在各种车型上、又要满足各种不同需求、还要能够快速拆装的整体电池实在难以想象应该长什么样子，除非是变形金刚。如果换成几个小一些的电池的话，就可以考虑在坐席下面、引擎室的侧边、后备厢的角落等处分布配置，既便于考虑快速插拔又便于合理配重还不太影响有效使用空间，需要动力强劲和续航长的就多放几只、反之则少放。就好比火车的货运列车不像动车一样做成一个整体，而是一节一节的标准车厢可以根据需要任意编组。

电池分布配置的另一个好处是可以为整车的电源管理和驱动控制方案开拓丰富的选择空间。如果我们先不将分布配置的若干只电池串并联在一起而是分别接入控制器的话，就可以通过开关电路将电源做成一个动态的系统，可以根据不同需求随时改变电池的串联和并联方式，输出多种电压和电流组合。当某只电池出现故障或者潜在的故障时，控制系统还可以将其从电源系统中排除出去将完好的其他电池重新组合，使得车辆可以行驶到附近的电池更换网点。我们甚至还可以考虑让一台车上的所有电池循环轮流工作，始终保持一只电池不参与供电以便其散热降温。

我们设想的电池的额定输出电压在36V以下的安全电压范围，这样做主要是为了避免在更换、搬运、维护、修理、报废处理等各个作业环节发生人员触电事故。这样的思想也可以延伸到车辆上去，分布配置的各只电池只要不串联起来就不会对人身安全构成威胁，如果借助电气隔离技术就能够构造一个电池连接导线即使绝缘破损也不会造成触电事故的电源系统。进一步说在电气隔离装置的输出端对电池进行串并联连接的话，也有可能忽略各只电池不一致性的影响。

还有一个显著的好处就是方便在路途中换电池。设想一下你因为大意没有及时补充电能或者你的运气不好赶上了性能差的电池，你刚驾车出门不久电池没电了车趴在了路上，而你驾驶的是一台插电式或者整体换电的电动汽车，那就除了等待被人拖走之外再也没有更好的办法了。若你驾驶的是电池分布配置的换电电动汽车情形会大不一样，你会急忙找出换电站发给你的名片拨打电话，他们立刻开车载上你所需数量的电池赶来帮你换电，前后二十分钟一切烦恼解除。

上述情形演绎下去还会出现意想不到的惊喜。情景一：你计划开车到300公里外的城市办事，但对你能否及时得到换电心里没底，你就额外多带了两只电池放在后备厢里备用，结果还真派上了用场。情景二：你晚上下班回家看到小区里一片漆黑，询问保安得知变压器坏了明天才能修好，你停好车后顺手拆下一块电池拎着上楼，十分钟后你在落地灯柔美的光照下坐在沙发上一边吃着老婆给你准备的美味晚餐，一边和老婆一起在笔记本电脑上看着流行的韩剧，就好像停电根本没有发生一样。情景三：春日的周末你们五六位朋友开车来到一个郊外的小山丘下，停好车你指挥着张三提着电烤肉锅、李四抱着电饭煲、王五扛着啤酒箱、马六和你一人拎着一只电池浩浩荡荡来到一处向阳的山坡。摆好电饭煲、支好烤肉锅、插好电线、打开啤酒，一顿山吃海喝晕侃后躺在草地上迷迷糊糊就到了夕阳西下。

说完了电池和整车下面该充电设施了。换电池的方式被反对者诟病的主要原因一个是电池很难标准化，另一个是需要自动化设备建站投资太多，这两个问题我们上面已经描述了解决的方法。还剩下一个问题是说电池需要很多备份（有说需要两倍有说需要三倍）也要占用相当多的资金。

这个问题可以从两方面考虑，一方面不要计划把换电站建成“大而全”，就是说不要有换电有充电有储存，因为这样的话每一个换电站都要考虑备份电池留有余量，所有换电站的备份电池余量加起来就是一个庞大的数字。而且决定换电站建成多大规模时还要预估未来5年10年的用量，这个量又没人能够准确预测，结果就难保不出现刚建站时浪费大量的人力物力土地10年后又不够用的局面。如果换电站只负责换电而且是人工换电的话，它就不需要供电线路和设备不需要太多的备份电池，只需要几名操作人员和租用一个能遮风挡雨的场地，看看电池快用完了就告诉上级主管派车将充好的电池送来顺便把换下的电池带走，送到的电池可能来自充电工厂、可能来自配送站也可能来自其他换电站。这样的话一个城市的换电站就成了一个动态的系统，换电站布点的位置和规模的大小可以随时调整，备份电池的总量也可以适当减少。

另一方面充电要在集中充电工厂里进行，充电工厂最好能依托大型的变电站建设（容易解决供电问题），大城市可以多建几个中小城市建一个。重要的是这里的充电工厂同时又是一个储能电站，与普通的储能电站不同的是这里的电池是电动汽车的标准电池，这样的话就不必再去争论先有鸡还是先有蛋了，先把这样的充电工厂兼储能电站建起来。最初电动汽车少时它主要担负储能电站的功能，电动汽车发展起来了它就转身为充电工厂，不会造成人力物力财力的闲置和浪费。

不好意思上面讲了那么多弯儿拐大了，现在回来讨论先生的疑虑。我们将问题归纳为这样几项：1．电池新旧不一，各只电池间的不一致性怎么解决；2．电池新旧不一怎么结算使用费用；3．出过事故的车辆上的电池存在的安全隐患怎么处理；4．分散安装的电池更容易受损怎么办。但愿没有理解错。

对于疑虑1可以采取两种方式加以解决，一是运营商按新旧程度电池容量等因素综合考虑将电池进行动态分级，更换电池时尽量使用相同级别的电池从而将车上电池的不一致性限制在一个比较小的范围内，剩下的事情交给车上的电池管理系统；二是如果车上电源系统中有电气隔离装置电池的串并联在其输出侧进行就可能忽略电池的不一致性问题。

针对疑虑2可以对上述动态分级的电池实行按级论价。

说到疑虑3首先应该提醒一下换电的电池每次在车上放电完毕都要回收到充电工厂进行充电，只需在充电工厂的工艺流程上设定先检测后充电顺序就可以将有问题的电池剔除送去维修或者报废，车辆发生轻微事故时这样的流程就可以应付。当发生较严重的事故时，原则上讲应该立刻断电等待专业人员前来处理，电池无条件进行隔离检测，发生的费用由事故责任者分摊。当然由于电池是分散安装的除非翻车或者跌入水中等极端情况，电池的大部分应该不会损毁，相应的经济负担相比整体电池的情况相信会轻得多。

至于疑虑4应该承认分散安装的电池受损的风险更高。我们在《电动汽车充电其实可以更简单》给出的图上为了说明电池安装位置相对比较随意就画的夸张了一点让人看了感觉恐怖，其实真正造车时设计人员会把电池安放到相对安全的位置，若果真发生了事故按上述疑虑3的办法处理可保无大碍。

以上不知是否说到了点子上，请指正。