第一代日产聆风电池更换记

Fifty-four 个月和两个电池组之后,我依然很享受我的第一代日产聆风电池电动汽车(BEV)——但已换装第二代电池组。所有类型电池都会老化,但包括日产在内的所有人都没有预料到原始Leaf电池组的老化速度会如此之快——尤其是在温暖气候地区。正因如此,日产被迫向第一代2011/2012款日产Leaf的车主提供该电池容量保修:“除了现有的日产电动汽车有限保修 中针对材料或工艺缺陷所提供的锂离子电池质保 外,您的2011/2012款日产聆风的锂离子电池现在 还额外享有容量保障:在六十个月或6万英里(以 先到者为准)期间,电池组容量水平指示器显示 的容量不会低于九格(或约70%)。”更佳的是, 替换电池组采用了改进的耐热化学技术,并实现了小幅容量增加。

为什么我拥有一辆电动车
人们经常问我:“你为什么拥有一辆电动汽车?” 当 我最初开始考虑购买一辆纯电动汽车(BEV)而不是插电 式混合动力汽车(PHEV)时,我确定了三个基本要求: ▼不仅仅是双座车(适合家庭旅行)▼能够以 > 60英里/小 时行驶(适合高速公路使用)▼ 续航里程 > 75 英里(单 次充电即可往返我所在地区的机场)。

当时(约2011年),唯一能满足这些条件的纯电动汽车是日 产聆风。当然,“环保”和降低总拥有成本(燃料、维护等)等 因素也很重要,但这些话题留待以后讨论。日产聆风最初是以区 域性方式(一次几个州)向公众发售的,采用一种抽签机制:通 过加入电子邮件列表,等待通知,获知自己是否有资格预订和下 单,下单时需支付99美元可退还定金。在我收到通知后的几天内, 我的订单已确认,并于2011年9月1日提车,此时距离我启动购买 流程已近八个月。

最初几年,我的聆风续航接近满续航(根据驾驶习惯和条件, 大约为90至100英里),但极度温暖气候地区(如亚利桑那州和得 克萨斯州)却成为接下来情况的煤矿中的金丝雀(预警信号)。

通过社交网络和在线论坛(如www.mynissanleaf.com),很明显,热量正在加速电池组老化,从而导致续航损失超 出最初的预期。例如,一些Leaf车型的电池容量降至70 %所需的时间不到十年(平均值)的一半。事实上,有些 极端情况在短短三年内就出现了这种老化!随着时间推移, 我也开始经历电动汽车车主所说的里程焦虑:即担心充电 容量不足以抵达目的地或返程;换句话说,就是害怕车辆 半路抛锚。过去我单次充电能行驶超过90英里,而现在几 乎只能勉强达到60英里。更糟糕的是,低温带来的正常续 航下降(尤其是在40°F以下)进一步加剧了这一情况,使 得我在寒冷天气下的续航里程可能轻松低于50英里——仅 为电池组全新时续航能力的一半。

新电池组倒计时
有些事情必须改变,这就是之前提到的(新)日产 Leaf容量保修政策。这种情况并非突然发生;得益于日 产在仪表盘上设置的电池容量表(与油量表并列),车 主可以逐格观察电池组的衰减情况(总共设有12格容量 和油量显示)。我的第一格容量大约在两年左右时消失, 第二格容量大约在三年左右时消失,第三格和第四格容 量则在第四年期间消失;至此,我符合了保修期内电池 组更换的条件。前往经销商处进行保修验证后,启动了 一个为期一个月的流程,最终换上了带有改进设计的全 新电池组。

耐热化学材料)是在日产位于田纳西州诺克斯维尔的工厂制 造,并通过平板卡车运送到我的本地经销商处,在那里安装 到我待修的Leaf车型上(同时将旧电池组返还)。如图1所 示,Leaf电池组是一个非常大(位于前后座椅区域下方)且 非常重(超过600磅)的部件,由48个独立模块组成,共计 192个独立电池单体。你可以通过更换新电池组,真正地让 一辆纯电动汽车重获新生。事实上,这几乎就像获得了一辆 新车。表1是Leaf车载电池管理系统(BMS)提供的数据, 分别对应我的旧电池组(拆卸前)和新电池组(安装后)。

示意图0

表1. 电池组数据。 技术 old new
电压 391.5伏特 393.5伏特
安时 42.39 Ah 66.14 Ah
健康 43.43% 99.63%
健康度指标一目了然:全新的电池组接近100%(符合预期),而旧电池组已下降到不足一半。另一个较为温和但更直接的电池组容量衡量指标是安时(Ah)。一款全新的2011/2012款聆风最多可显示约66安时;由于该电池组存放时间不长,基本处于满容量状态。当我的旧电池组达到更换保修条件(剩余8格容量条)时,我仅剩下原始安时容量的约64%——远低于日产在保修补充条款中声明的70%。最后,新电池组在充满电后的电压读数也略高,最终带来行驶里程的小幅提升。在进行几次深度充放电循环(即将车辆驾驶至出现低电量警告后再充满电)后进行的一项非正式续航测试表明,我原先单次充电超过90英里的原始续航确实已经恢复。

最佳保密事项
拥有Leaf车型是一段典型的早期采用者体验:既令人兴奋又充满挑战。拥有一辆历史上首批量产的纯电动汽车,驾驶起来令人激动不已;但同时,理解一项新技术带来的影响和局限性也颇具挑战。事实上,一些二手日产聆风为第二任车主提供了难得的机会:你可以低价购入一辆二手2011/2012款聆风,并仍然享受容量保修服务,因为该保修随车转移而非绑定原车主。换句话说,寻找一辆在温暖气候地区使用、剩余九格容量格的Leaf车型,只要你确信其容量格会在五年或6万英里之前降至最后一格,届时便可像我一样更换新电池组。目前已有丰富的网络资源,帮助你了解找到理想二手Leaf车型所需的工具和衡量指标。更棒的是,除了更换新电池组外,几乎无需额外维护,只需进行轮胎更换和刹车整修等常规操作即可。我依然感觉我的电动(汽车)之旅才刚刚开始!

【博士论文复现】【阻抗建模、验证扫频法】光伏并网逆变器扫频与稳定性分析(包含锁相环电流环)(Simulink仿真实现)内容概要:本文档是一份关于“光伏并网逆变器扫频与稳定性分析”的Simulink仿真实现资源,重点复现博士论文中的阻抗建模与扫频法验证过程,涵盖锁相环和电流环等关键控制环节。通过构建详细的逆变器模型,采用小信号扰动方法进行频域扫描,获取系统输出阻抗特性,并结合奈奎斯特稳定判据分析并网系统的稳定性,帮助深入理解光伏发电系统在弱电网条件下的动态行为与失稳机理。; 适合人群:具备电力电子、自动控制理论基础,熟悉Simulink仿真环境,从事新能源发电、微电网或电力系统稳定性研究的研究生、科研人员及工程技术人员。; 使用场景及目标:①掌握光伏并网逆变器的阻抗建模方法;②学习基于扫频法的系统稳定性分析流程;③复现高水平学术论文中的关键技术环节,支撑科研项目或学位论文工作;④为实际工程中并网逆变器的稳定性问题提供仿真分析手段。; 阅读建议:建议读者结合相关理论教材与原始论文,逐步运行并调试提供的Simulink模型,重点关注锁相环与电流控制器参数对系统阻抗特性的影响,通过改变电网强度等条件观察系统稳定性变化,深化对阻抗分析法的理解与应用能力。
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