高耐溫電容令電動(dòng)汽車(chē)更可靠

作為技術(shù)戰略委員會(huì )所扶持的先進(jìn)儲能電容器項目中的一部分，工程師們日前公布了一款全新的電容器設計，該電容器能夠更好地控制電動(dòng)汽車(chē)的溫度。

當提到電容器這個(gè)概念的時(shí)候，人們首先想到的是像電池組這類(lèi)超級電容器，但真正意義上的電容器有所不同，它們能量密度非常小，只能儲存微量的電能。電動(dòng)汽車(chē)的電流轉換器需要把直流電轉化成交流電，雖然電容器一次性?xún)Υ娴碾娏糠浅Ｉ?，但已?jīng)足夠支持電流轉換器的正常工作，然后再控制三極管產(chǎn)生大電流，為交流電機馬達提供所需電能。

以前的研究表明，到2050年電動(dòng)汽車(chē)在整個(gè)汽車(chē)市場(chǎng)中的占有率將突破50%，但來(lái)自國家物理實(shí)驗室（NPL）的消息稱(chēng)，因為現有的電容器無(wú)法很好的控制溫度，而導致部分零部件過(guò)熱，使得電動(dòng)汽車(chē)的可靠性大大降低，這一預期也難以實(shí)現。上述信息聽(tīng)起來(lái)也許略顯奇怪，畢竟很多人會(huì )說(shuō)目前我們已經(jīng)設計制造出很多成功的電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)，像豐田RAV4電動(dòng)車(chē)型，而且電容器也在汽車(chē)上使用了幾十年，它們的性能沒(méi)有問(wèn)題；這種說(shuō)法也沒(méi)有很大的問(wèn)題，一項新型技術(shù)的出現并不意味著(zhù)要把相關(guān)的傳統技術(shù)貶低得一文不值，這款全新的電容器更是如此，它的使用可以提升電動(dòng)汽車(chē)的性能，但到目前為止它也并非電動(dòng)汽車(chē)的必需品。

這款全新電容器由國家物理實(shí)驗室研發(fā)，命名為HITECA，直到溫度高達200攝氏度，它都能以接近最佳效能的狀態(tài)工作，而傳統電容器的平均正常工作溫度上限僅為60攝氏度；換句話(huà)說(shuō)，此款電容器增大了正常工作的溫度范圍，因而提高了效能，并且降低了維護要求。國家實(shí)驗室正在努力尋找工業(yè)合作伙伴，以求早日為該產(chǎn)品申請專(zhuān)利，目前對其感興趣的不乏瑪麗女皇學(xué)院等高等院校和Valeo、Syfer等知名公司。

電動(dòng)汽車(chē)上的很多零部件要產(chǎn)生熱量是理所當然的，包括驅動(dòng)馬達、交流直流轉換器和電池組，散發(fā)的熱量多集中在引擎罩下，最終引起更多零部件的溫度上升，影響零部件的工作效率，降低整車(chē)的運轉效率。在設計開(kāi)發(fā)該電容器的過(guò)程中，研發(fā)團隊嘗試了多種無(wú)鉛材料，不斷調整各種成分的比例，以及采用各式各樣的加工工藝，例如通過(guò)先進(jìn)的測量技術(shù)獲得高溫下的電流數據，才確定了候選材料；再對候選材料進(jìn)行更深層次的優(yōu)化，最終確定了含有鐵酸鉍（BiFeO3）的陶瓷材料。

不論是從價(jià)格方面還是保護環(huán)境方向考慮，電動(dòng)汽車(chē)都存在著(zhù)非常巨大的發(fā)展空間，但當今的相關(guān)技術(shù)水平一定程度上制約著(zhù)它的發(fā)展。隨著(zhù)耐高溫電容器的不斷推廣，我們相信又一重大技術(shù)難關(guān)被攻破，為電動(dòng)汽車(chē)占據主流汽車(chē)市場(chǎng)做好了充作的準備。