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六大電池新技術!看完對純電動汽車未來充滿了期待!
發布時間:2017-09-11 16:42:52| 瀏覽次數:

新聞來自《車圖騰》

 

電動汽車,新能源車,電池技術,純電動汽車

如今,越來越多的城市推出了汽車限購措施,并且鼓勵消費者購買節能減排車型。以北京市為例,2017年小客車指標年度配額為15萬個,其中普通指標額度9萬個,新能源指標額度6萬個,占比為40%。這意味著,想要擁有一輛京牌車,申請新能源車指標的中標概率最大。不過,截至4月26日,北京市本年度新能源車指標就已經配置完畢。

另外,目前市面上的純電動車型不僅種類少、售價高,他們的續駛里程也很短。常見的經濟型轎車綜合油耗大約為8L左右,通常配備了容量為50L的油箱,也就是說一箱油大約可以行使625km。而常見的純電動車續駛里程通常在300km以下,雖然特斯拉旗下MODEL S 100D的理論續駛里程可達632km,不過它的售價卻高達98.58萬元,想要擺脫新能源車續駛里程的束縛,并非普通消費者可以企及的。

此外,工信部推出并將于2019年正式實施的《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》也倒逼車企開發新型節能環保的汽車,而生產“零油耗”的純電動車無疑是解決積分難題的最有效方式。

不過,很多企業也在逐漸突破技術瓶頸,開發出了很多新技術,這些新技術有很廣闊的應用前景,當它們應用在純電動汽車上,這些車子的續駛里程將得到大幅提升。那么,對純電動車來說,最關鍵的電池新技術有哪些呢?

1、太能能充電技術

在純電動汽車進入公眾視野之前,太陽能汽車一度被認為是未來最具有前景的汽車類型之一。不過目前的太陽能電池技術仍然達不到汽車的使用需求。據了解,太陽能電池的理論轉換效率可達33.7%,在晴天的陽光下每平方米太陽能電池的最高轉換功率約為40W,這還要受到地理位置、日照時間、陽光入射角等因素影響。也就是說,假如一輛車的車頂、發動機艙蓋上全都覆蓋了太陽能電池板,總的轉換功率也就是100W左右,僅僅相當于一臺2.0L自然吸氣發動機輸出功率的十分之一。

不過,太陽能充電技術依舊可以應用在汽車上,為汽車的電氣設備充電。今年8月23日漢能旗下美國全資子公司阿爾塔設備公司(Alta Devices)與奧迪股份公司簽訂薄膜太陽能電池技術戰略合作備忘錄。雙方將合作開展“奧迪/漢能薄膜太陽能電池研發項目”。

從披露的信息看,雙方短期內的合作重點是以薄膜太陽能電池為車內空調系統或座椅加熱器等供電,從而延長行駛里程。根據計劃,合作的第一步將推出薄膜太陽能全景車頂解決方案,旨在延長車輛行駛里程及提高用電便利性(包括為空調等車載電器提供電力)。此后,將憑借雙方技術合力,逐步研發利用薄膜太陽能技術為奧迪電動汽車提供主驅動力。

2、快充技術

對電子產品來說,最影響使用體驗的莫過于充電時間太長了。如今,在很多智能手機上已經使用了快速充電技術,只需要30分鐘就可以將手機充滿電。在很多手機品牌廣告中還可以看到“充電5分鐘,通話2小時”的宣傳字樣。

對純電動汽車來說,除了續駛里程短,充電效率低也是使用中的一大痛點。不過,和電子產品不同,在純電動汽車上還很難實現“充電5分鐘,續駛2小時”。目前,常見的純電動汽車在使用交流充電時,大約需要9-10小時才能將電池充電至100%,雖然比起過去的16個小時來說,已經有了長足進步,不過這樣的充電效率仍然難以滿足使用要求。所以,快速充電技術就顯得非常必要了。

如今,很多自主車企也在旗下新能源車上使用的快充技術大多數需要40分鐘以上才能充電80%,也就是說目前常見的快充技術也難以滿足使用需求。而如果開著純電動汽車上高速公路,試想一下當在服務區接通充電樁,去洗手間上個廁所,再到超市買瓶水回來,發現只沖了10%不到的電量,無疑讓人很崩潰的。而如果快充技術可以實現“充電5分鐘,續駛兩小時”,純電動汽車的便利性甚至會超越汽油車。

以色列的StoreDot公司在2015年ThinkNext會議上宣布,其已經開始致力于研發能在5分鐘內完成電動汽車充電(即汽車能夠行駛約480公里)的技術。它采用多功能電極(multifunctionelectrode,MFE)技術,使用導電聚合物和金屬氧化物作為電池材料,不僅可以大幅提高充電效率,電池的使用壽命也可以延長到3倍以上。

3、新型鋰離子電池

快速充電技術解決了充電效率問題,但是傳統鋰電池實現快速充電的一個最大的困難在于充電時會產生大量熱量,這對電池壽命有著巨大影響。數據顯示,對于一個充電壽命為500-600次的電池來說,現在的快速充電技術會使其充電壽命下降到250-300次左右,大約為原來的一半。

然而,StoreDot公司通過改變電池材料和結構,使得其電阻非常小。這就保證了充電過程中電池產生的熱量非常少,可以在大大提高充電速度的同時,將其電池的壽命提高到正常鋰電池的三倍左右。

如今,純電動汽車除了售價高昂,二手保值率低也是困擾著買家的一大難題。很多純電動車型使用三年后,在二手車市場上的流通價格只有原售價的1/3~1/4,比汽油車的殘值率低很多很多,其主要原因就在于電池容量的衰減和壽命降低。而一旦純電動車使用的電池擁有長久的使用壽命,二手純電動車的流通價格也將和汽油車相當了,無疑是消除了車主的心頭痛。

4、固態電池

固態電池是一種使用固體電極和固體電解液的電池。由于固態電池的功率重量比較高,使用固態電池,電量可以提升超過30%,所以對電動汽車來說,固態電池是一種很理想的電池。

另外,固態電池還有安全性更高的特點,由于固態充電電池屬于非易燃品,在碰撞過程中不易起火和爆炸,對電動車而言,是一類極佳的車載電池。

此外,它還有使用壽命更長的特點,尤其是它的循環使用壽命比目前常見的18650電池更長,通??沙潆妿资f次,可以有效延長純電動汽車的使用壽命。而它使用的材料通常也很環保,使用后進行填埋處理即可。

所以,一旦固態電池技術發展成熟,純電動汽車將有實力和傳統燃油汽車相抗衡了。

5、柔性電池

電池的容量直接決定了純電動汽車的續駛里程,所以增加電池容量無疑是延長續駛里程的最有效措施。但汽車車廂的空間是有限的,如何在有限的空間內安裝更多電池組,就成了工程師面前的一道難題。

如今,亞利桑那州立大學(Arizona State University)的研究團隊受到日本折紙技藝的啟發,采用了一種柔性儲能技術,其研發的鋰離子電池擁有大量的褶曲及切口(cuts),增強了電池的延展性及柔性。

而車突突覺得,如果柔性電池可以應用在純電動汽車上,無疑可以提高車廂內空間的利用率,進一步提高電池組的容量,而汽車的續駛里程勢必得到大幅增加。

6、可由人體皮膚供電的新型電池

說出來你可能也不敢相信,人體皮膚居然可以給智能設備供電。如今,智能穿戴設備的概念逐漸成為了現實,它們可追蹤并記錄用戶的呼吸、心率及其他身體參數,看起來很科幻,也很實用。為解決穿戴式設備的供電問題,有科研人員正在研發一款電池,其所采用的電極就附著在用戶的皮膚上。

據了解,目前,這款創新型電池正在研發測試中。它的電極可捕獲皮膚上的電流,其金制膜層的厚度為50納米,位于硅膠層(silicone rubber layer)的下方,后者由許多小型柱狀物構成,進而增大皮膚接觸面。值得一提的是,當手指輕拍皮膚后,其產生的電量可點亮12個LED燈泡。

雖然人體皮膚表面的電流不足以為汽車供電,不過這似乎也給科研人員啟發,那就是未來的汽車,是不是可以像自行車一樣,由人來供能呢?

寫在最后:

雖然這些新技術中,有些還處于概念階段,有些則處于研發測試階段,但不可否認的是,新技術真的是可以改變一個行業,而這些電池新技術,則有希望給汽車工業帶來革命性的變化,讓純電動汽車成為主流。

 

 
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