鉅大LARGE | 點擊量:397次 | 2021年09月22日
超級電池:工程界將誕生的下一個偉大勝利
在電池領(lǐng)域,下一個重大的工程進展仍在實驗室中,不過,距離真正上市已經(jīng)很接近了。不久前,電子工程專輯美國版博客《EELife》主編BrianFuller駕駛一輛雪佛蘭沃藍達橫越美國大陸,這的確是一項偉大的冒險(不過看來也是過去一年來最輕松的差事)。這個活動由安富利(Avnet)贊助,展現(xiàn)了21世絕最重要的技術(shù)進展:電力儲存,特別是在延長電池使用壽命方面。Fuller和他的攝影師兄弟Kirk駕駛一部具有備用內(nèi)燃機的電動汽車橫越美國海岸,這是電動汽車問世以來的一大躍進。他們所面對的,是沒有發(fā)電站能為沃藍達充電的美洲大陸,這輛電動汽車搭載了具備288個電池單元、16kwh的電池組。據(jù)司機回報,在美國50個州之中,有48個州的充電站數(shù)量都少于10個。這讓Brian和Kirk必須使用沃藍達的83馬力備用內(nèi)燃機,使用的程度超過他們所預(yù)期。事實上,在從電池動力(行駛距離35英哩)轉(zhuǎn)換到汽油動力(再多開了300多英哩)以后,沃藍達平均每加侖可行駛30英哩。這個數(shù)字還不算太壞,不過,若與1972年份的HondaCivic相比,就顯得很尷尬了。
當(dāng)我聽到Brian的‘創(chuàng)新駕駛’(DriveforInnovation)試驗時,我發(fā)現(xiàn),我關(guān)注的重點并不在Chevy沃藍達這輛車本身的性能局限,而是驚訝于這輛車的推廣速度。不到2年前,當(dāng)我首次看到沃藍達原型車的報導(dǎo)時,我的理解是,以經(jīng)濟面來看它離消費者很遙遠,起碼10年內(nèi)它不會對任何既有市場帶來沖擊。
這個預(yù)測顯然太過保守了。今天,已經(jīng)有許多沃藍達上路,還包括競爭對手推出的車款,如Nissan的Leaf、其他的混合動力車,以及預(yù)計今年問世的FordFocus電動汽車,因此,建議想買電動汽車的人,最好再觀察一段時間。
美國聯(lián)邦政府承諾投注在電力儲存,特別是電池方面的技術(shù)研發(fā),是促成電動汽車躍進的一大原因。而這一切,都是從一項高達690億美元的潔凈能源專案,以及通用汽車(沃藍達汽車的創(chuàng)始者)的投入而開始。美國政府針對購買電動汽車供應(yīng)了7,500美元的抵稅優(yōu)惠,同時奧巴馬政府也對美國境內(nèi)20所國家實驗室的電池開發(fā)計劃進行投資。在最近一期的《WashingtonMonthly》,美國阿岡國家實驗室(ArgonneNationalLaboratory)主管EricD.Issacs表示,他的團隊在2011年率先開發(fā)出了沃藍達電池,并已授權(quán)給韓國化工巨擘LGChem進行生產(chǎn)。
沃藍達或許令人振奮,然而它仍然存在著許多不足之處──體積過大;可行駛距離過短,且非常昂貴(10,000美元),Issacs因而感嘆道,截至目前,研究人員仍無法生產(chǎn)出空氣陰極(air-cathode)電池。若能克服這項技術(shù)障礙,將可實現(xiàn)比現(xiàn)有電池高出10倍的儲存容量,也就是說,將沃藍達的35英哩行駛距離提高到350英哩。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
Isaacs解釋了研發(fā)方面遭遇的問題:首先,我們必須找出一種能讓電池從空氣中‘吸入’氧氣從而供應(yīng)電力,而后讓電池再次‘吐氣’以進行充電的方法。然后,我們還得將這些發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟上可行的大規(guī)模電池生產(chǎn)系統(tǒng)。我們希望將這些技術(shù)真正應(yīng)用在汽車上,提高購買意愿。因此,我們必須在國際競爭對手迎頭趕上前完成這一切。