將電池嵌入車(chē)身,是革命還是誤區?
就電動(dòng)汽車(chē)本身而言,最大的瓶頸就在于電池技術(shù),也是各個(gè)企業(yè)卯足了勁地研發(fā)重點(diǎn),從某種程度上,誰(shuí)掌握了最先進(jìn)的電池技術(shù),也就掌握了現在電動(dòng)汽車(chē)的命脈所在。
本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/184758.htm獨具創(chuàng )意的車(chē)身覆蓋件電池
上周,沃爾沃公布了一款S80的原型車(chē)。這輛車(chē)從外表看上去與一般的S80并沒(méi)有什么區別,但在重量上卻輕了15%,從1585千克變成了1350千克。應該有人好奇了,沃爾沃是對S80進(jìn)行了輕量化?
經(jīng)過(guò)研究員的一番介紹,才知道它變輕的原因則在于所使用的特殊的電池組。不同于現下一般電動(dòng)汽車(chē)所使用的一整塊大電池組,這輛車(chē)的電池被分散在三個(gè)位置:車(chē)門(mén)、車(chē)頂和行李箱蓋。估計又會(huì )有人好奇了,車(chē)門(mén)、車(chē)頂和行李箱蓋?電池是怎么安裝在這些地方的?
這就要說(shuō)到三年前由倫敦帝國學(xué)院牽頭的一個(gè)研究組織了。這個(gè)組織由歐盟投資,一直致力于研究電動(dòng)車(chē)的電池技術(shù)。歷經(jīng)三年,研究員們成功地創(chuàng )造了新興的納米結構電池和超級電容,并將其與已經(jīng)成型好的碳纖維集成到一起,變身為車(chē)身覆蓋件,并充當電動(dòng)汽車(chē)的電源。

相較于現在電動(dòng)汽車(chē)常用的電池組,這項技術(shù)可謂是“革命性”地改變,給現在電池笨重的形象來(lái)了個(gè)改頭換面,也不再占據底盤(pán)下的空間。
在這項研究中,最大的突破是創(chuàng )造了納米結構的電池和超級電容器,并巧妙地嵌入到碳纖維中。
與傳統的電池或超級電容器相比,這種特殊的覆蓋件不僅提升了充電速度,質(zhì)量更輕,韌性和強度也有所提升,同時(shí),也能通過(guò)動(dòng)能回收系統或者接入電網(wǎng)進(jìn)行充電。除了電動(dòng)汽車(chē)之外,碳纖維覆蓋件也能用在傳統的內燃機汽車(chē)上。除了在強度上足以取代傳統金屬,也有足夠的能量來(lái)取代蓄電瓶,起動(dòng)發(fā)動(dòng)機并給車(chē)上12V電氣設備供電。
對于純電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō),用覆蓋件取代電池能夠至少降低15%的車(chē)身重量。如果在車(chē)門(mén)、車(chē)頂和行李箱蓋上都使用這種材料,可以讓一輛中級的純電動(dòng)汽車(chē)行駛約130公里。
作為研究組織中唯一的一家汽車(chē)制造商,沃爾沃認為,這種特殊的覆蓋件具備“取代現代汽車(chē)蓄電池的潛力,可以讓傳統電池的徹底成為過(guò)去”??梢?jiàn),沃爾沃對這項技術(shù)的評價(jià)和期望都很高。的確,在這之前,沒(méi)有人想到電池還可以這樣來(lái)安置,也存在一定的優(yōu)勢,但是這真的能取代傳統電池么?
在沃爾沃公布這項技術(shù)一周之后,就有外國媒體朋友“不服”這種說(shuō)法的來(lái)辯了。Plugincars上的這篇文章主要圍繞其不實(shí)用性進(jìn)行討論,車(chē)云菌與大家分享一下他的觀(guān)點(diǎn)。
首先,是增加了設計的復雜程度。電池組都是由上百個(gè),甚至上千個(gè)電池單元集成在一起的。從邏輯上來(lái)說(shuō),把這些電池單元組裝成小型的電池塊,比直接組裝成一整個(gè)電池組要簡(jiǎn)單很多,但是越多的電池塊也意味著(zhù)更多的接線(xiàn)和封裝,在絕緣和電池塊控制裝置上的增加也會(huì )增加更多的重量。
寶馬在制造Active E的原型車(chē)時(shí),由于基礎模型無(wú)法容納下整個(gè)電池組,所以工程師們將電池組分成了三個(gè)部分安裝在不同的位置,一個(gè)在后排座椅下方,一個(gè)在中央通道,還有一個(gè)在前發(fā)動(dòng)機罩下。在設計i3的時(shí)候,寶馬就吸取了Active E的教訓,將電池組設計成一個(gè)整體,放置在車(chē)身地板下方。因為這對于車(chē)身結構的設計來(lái)說(shuō),要簡(jiǎn)單很多。
其次,是老化和安全問(wèn)題。研究員們很聰明地利用車(chē)身上已有的啊·部件解決了重量問(wèn)題。比如講電池單元內置在車(chē)門(mén),因為使用了碳纖維,所以帶有電池的車(chē)門(mén)與一般車(chē)門(mén)的重量相差無(wú)幾,體積上也沒(méi)有太多變化。但是這種袋式封裝比圓柱形電池強度要低很多,每一次大力關(guān)門(mén),都是對電池單元的一次擠壓。雖然沃爾沃在安全方面已經(jīng)取得了不錯的成效,也能在電池組里安裝快速斷開(kāi)裝置進(jìn)行保護,但是即便是停車(chē)時(shí)的小事故使車(chē)門(mén)凹陷,至少也會(huì )對行駛里程造成影響。
最后,是熱力管理問(wèn)題。在沃爾沃公布的原型車(chē)上,有一部分電池是安裝在車(chē)頂上的,這是一個(gè)相當瘋狂的主意。對于汽車(chē)來(lái)說(shuō),車(chē)頂是承受溫度變化最大的部位:冬天會(huì )有積雪,夏天則熱到可能煎雞蛋,其內置的電池組要如何適應如此大范圍的溫度變化?
另外,溫度對于電池的性能參數也有很大的影響,日產(chǎn)就在這上頭吃過(guò)苦頭。如果電池的溫度過(guò)高,會(huì )縮減它的生命周期,而溫度過(guò)低,又會(huì )影響輸出。當然,也可以專(zhuān)門(mén)設計一套系統將電池組的溫度控制在一定范圍內,但是這會(huì )額外消耗更多的能量。
現在,有一定銷(xiāo)量的電動(dòng)汽車(chē)基本都有著(zhù)類(lèi)似的構造:一個(gè)電動(dòng)機、一個(gè)安裝在地板下方的電池總成?;蛟S在將來(lái),這種結構會(huì )發(fā)生改變,但大概也不是這種結構,讓人時(shí)刻擔心會(huì )不會(huì )撞到車(chē)門(mén)擠壓了電池,更何況現在普遍采用的結構已經(jīng)證明了其實(shí)用性。
每當有一項新的技術(shù)誕生時(shí),總會(huì )有贊同的和不贊同的聲音。就如沃爾沃公布的這項新技術(shù),贊同者認為它給電池技術(shù)帶來(lái)了革命性改變,質(zhì)疑者認為它的安全性和可靠性都有待考驗,是走入了減重的誤區。這項技術(shù)有其不可否認的價(jià)值所在,比如它提高了充電速度,但確實(shí)也存在著(zhù)弊端,車(chē)頂的設計就有失考慮,如果想要大面積運用,還要經(jīng)得起實(shí)踐的考驗。
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