鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2223次 | 2022年08月26日
六大電池新技術(shù)!看完對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)未來(lái)充滿(mǎn)了期待
如今,越來(lái)越多的城市推出了汽車(chē)限購(gòu)措施,并且鼓勵(lì)消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)節(jié)能減排車(chē)型。以北京市為例,2017年小客車(chē)指標(biāo)年度配額為15萬(wàn)個(gè),其中普通指標(biāo)額度9萬(wàn)個(gè),新能源指標(biāo)額度6萬(wàn)個(gè),占比為40%。這意味著,想要擁有一輛京牌車(chē),申請(qǐng)新能源車(chē)指標(biāo)的中標(biāo)概率最大。不過(guò),截至四月二十六日,北京市本年度新能源車(chē)指標(biāo)就已經(jīng)配置完畢。
另外,目前市面上的純電動(dòng)汽車(chē)型不僅種類(lèi)少、售價(jià)高,他們的續(xù)駛里程也很短。常見(jiàn)的經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)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(shuō)一箱油大約可以行使625km。而常見(jiàn)的純電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程通常在300km以下,雖然TSLA旗下MODELS100D的理論續(xù)駛里程可達(dá)632km,不過(guò)它的售價(jià)卻高達(dá)98.58萬(wàn)元,想要擺脫新能源車(chē)?yán)m(xù)駛里程的束縛,并非普通消費(fèi)者可以企及的。
此外,工信部推出并將于2019年正式實(shí)行的《乘用車(chē)公司平均燃料消耗量和新能源汽車(chē)積分并行管理辦法》也倒逼車(chē)企開(kāi)發(fā)新型節(jié)能環(huán)保的汽車(chē),而生產(chǎn)"零油耗"的純電動(dòng)汽車(chē)無(wú)疑是解決積分難題的最有效方式。
不過(guò),很多公司也在逐漸突破技術(shù)瓶頸,開(kāi)發(fā)出了很多新技術(shù),這些新技術(shù)有很廣闊的應(yīng)用前景,當(dāng)它們應(yīng)用在純電動(dòng)汽車(chē)上,這些車(chē)子的續(xù)駛里程將得到大幅提升。那么,對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō),最關(guān)鍵的電池新技術(shù)有什么呢?
1、太能能充電技術(shù)
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%
在純電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)入公眾視野之前,太陽(yáng)能汽車(chē)一度被認(rèn)為是未來(lái)最具有前景的汽車(chē)類(lèi)型之一。不過(guò)目前的太陽(yáng)能電池技術(shù)仍然達(dá)不到汽車(chē)的使用需求。據(jù)了解,太陽(yáng)能電池的理論轉(zhuǎn)換效率可達(dá)33.7%,在晴天的陽(yáng)光下每平方米太陽(yáng)能電池的最高轉(zhuǎn)換功率約為40W,這還要受到地理位置、日照時(shí)間、陽(yáng)光入射角等因素影響。也就是說(shuō),假如一輛車(chē)的車(chē)頂、發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋上全都覆蓋了太陽(yáng)能電池板,總的轉(zhuǎn)換功率也就是100W左右,僅僅相當(dāng)于一臺(tái)2.0L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的十分之一。
不過(guò),太陽(yáng)能充電技術(shù)依舊可以應(yīng)用在汽車(chē)上,為汽車(chē)的電氣設(shè)備充電。今年八月二十三日漢能旗下美國(guó)全資子公司阿爾塔設(shè)備公司(AltaDevices)和奧迪股份公司簽訂薄膜太陽(yáng)能電池技術(shù)戰(zhàn)略合作備忘錄。雙方將合作開(kāi)展"奧迪/漢能薄膜太陽(yáng)能電池研發(fā)項(xiàng)目"。
從披露的信息看,雙方短時(shí)間內(nèi)的合作重點(diǎn)是以薄膜太陽(yáng)能電池為車(chē)內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)或座椅加熱器等供電,從而延長(zhǎng)行駛里程。根據(jù)計(jì)劃,合作的第一步將推出薄膜太陽(yáng)能全景車(chē)頂解決方法,旨在延長(zhǎng)車(chē)輛行駛里程及提高用電便利性(包括為空調(diào)等車(chē)載電器供應(yīng)電力)。此后,將憑借雙方技術(shù)合力,逐步研發(fā)利用薄膜太陽(yáng)能技術(shù)為奧迪電動(dòng)汽車(chē)供應(yīng)主驅(qū)動(dòng)力。
2、快充技術(shù)
對(duì)電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō),最影響使用體驗(yàn)的莫過(guò)于充電時(shí)間太長(zhǎng)了。如今,在很多智能手機(jī)上已經(jīng)使用了快速充電技術(shù),只要30分鐘就可以將手機(jī)充滿(mǎn)電。在很多手機(jī)品牌廣告中還可以看到"充電5分鐘,通話(huà)2小時(shí)"的宣傳字樣。
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō),除了續(xù)駛里程短,充電效率低也是使用中的一大痛點(diǎn)。不過(guò),和電子產(chǎn)品不同,在純電動(dòng)汽車(chē)上還很難實(shí)現(xiàn)"充電5分鐘,續(xù)駛2小時(shí)"。目前,常見(jiàn)的純電動(dòng)汽車(chē)在使用交流充電時(shí),大約要9-10小時(shí)才能將電池充電至100%,雖然比起過(guò)去的16個(gè)小時(shí)來(lái)說(shuō),已經(jīng)有了長(zhǎng)足進(jìn)步,不過(guò)這樣的充電效率仍然難以滿(mǎn)足使用要求。所以,快速充電技術(shù)就顯得非常必要了。
如今,很多自主車(chē)企也在旗下新能源車(chē)上使用的快充技術(shù)大多數(shù)要40分鐘以上才能充電80%,也就是說(shuō)目前常見(jiàn)的快充技術(shù)也難以滿(mǎn)足使用需求。而假如開(kāi)著純電動(dòng)汽車(chē)上高速公路,試想一下當(dāng)在服務(wù)區(qū)接通充電樁,去洗手間上個(gè)廁所,再到超市買(mǎi)瓶水回來(lái),發(fā)現(xiàn)只沖了10%不到的電量,無(wú)疑讓人很崩潰的。而假如快充技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)"充電5分鐘,續(xù)駛兩小時(shí)",純電動(dòng)汽車(chē)的便利性甚至?xí)狡蛙?chē)。
以色列的StoreDot公司在2015年ThinkNext會(huì)議上宣布,其已經(jīng)開(kāi)始致力于研發(fā)能在5分鐘內(nèi)完成電動(dòng)汽車(chē)充電(即汽車(chē)能夠行駛約480公里)的技術(shù)。它采用多功能電極(multifunctionelectrode,MFE)技術(shù),使用導(dǎo)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(zhǎng)到3倍以上。
3、新型鋰電池
快速充電技術(shù)解決了充電效率問(wèn)題,但是傳統(tǒng)鋰電池實(shí)現(xiàn)快速充電的一個(gè)最大的困難在于充電時(shí)會(huì)出現(xiàn)大量熱量,這對(duì)電池壽命有著巨大影響。數(shù)據(jù)顯示,有關(guān)一個(gè)充電壽命為500-600次的電池來(lái)說(shuō),現(xiàn)在的快速充電技術(shù)會(huì)使其充電壽命下降到250-300次左右,大約為原來(lái)的一半。
然而,StoreDot公司通過(guò)改變電池材料和結(jié)構(gòu),使得其電阻非常小。這就保證了充電過(guò)程中電池出現(xiàn)的熱量非常少,可以在大大提高充電速度的同時(shí),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(dòng)汽車(chē)除了售價(jià)高昂,二手保值率低也是困擾著買(mǎi)家的一大難題。很多純電動(dòng)汽車(chē)型使用三年后,在二手車(chē)市場(chǎng)上的流通價(jià)格只有原售價(jià)的1/3~1/4,比汽油車(chē)的殘值率低很多很多,其重要原因就在于電池容量的衰減和壽命降低。而一旦純電動(dòng)汽車(chē)使用的電池?fù)碛虚L(zhǎng)久的使用壽命,二手純電動(dòng)汽車(chē)的流通價(jià)格也將和汽油車(chē)相當(dāng)了,無(wú)疑是消除了車(chē)主的心頭痛。
4、固態(tài)電池
固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解液的電池。由于固態(tài)電池的功率重量比較高,使用固態(tài)電池,電量可以提升超過(guò)30%,所以對(duì)電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō),固態(tài)電池是一種很理想的電池。
另外,固態(tài)電池還有安全性更高的特點(diǎn),由于固態(tài)充電電池屬于非易燃品,在碰撞過(guò)程中不易起火和爆炸,對(duì)電動(dòng)汽車(chē)而言,是一類(lèi)最佳的車(chē)載電池。
此外,它還有使用壽命更長(zhǎng)的特點(diǎn),尤其是它的循環(huán)使用壽命比目前常見(jiàn)的18650電池更長(zhǎng),通常可充電幾十萬(wàn)次,可以有效延長(zhǎng)純電動(dòng)汽車(chē)的使用壽命。而它使用的材料通常也很環(huán)保,使用后進(jìn)行填埋處理即可。
所以,一旦固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展成熟,純電動(dòng)汽車(chē)將有實(shí)力和傳統(tǒng)燃油汽車(chē)相抗衡了。
5、柔性電池
電池的容量直接決定了純電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程,所以新增電池容量無(wú)疑是延長(zhǎng)續(xù)駛里程的最有效措施。但汽車(chē)車(chē)廂的空間是有限的,如何在有限的空間內(nèi)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(xué)(ArizonaStateUniversity)的研究團(tuán)隊(duì)受到日本折紙技藝的啟發(fā),采用了一種柔性?xún)?chǔ)能技術(shù),其研發(fā)的鋰電池?fù)碛写罅康鸟耷扒锌?cuts),增強(qiáng)了電池的延展性及柔性。
而車(chē)突突覺(jué)得,假如柔性電池可以應(yīng)用在純電動(dòng)汽車(chē)上,無(wú)疑可以提高車(chē)廂內(nèi)空間的利用率,進(jìn)一步提高電池組的容量,而汽車(chē)的續(xù)駛里程勢(shì)必得到大幅新增。
6、可由人體皮膚供電的新型電池
說(shuō)出來(lái)你可能也不敢相信,人體皮膚居然可以給智能設(shè)備供電。如今,智能穿戴設(shè)備的概念逐漸成為了現(xiàn)實(shí),它們可追蹤并記錄用戶(hù)的呼吸、心率及其他身體參數(shù),看起來(lái)很科幻,也很實(shí)用。為解決穿戴式設(shè)備的供電問(wèn)題,有科研人員正在研發(fā)一款電池,其所采用的電極就附著在用戶(hù)的皮膚上。
據(jù)了解,目前,這款創(chuàng)新型電池正在研發(fā)測(cè)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(siliconerubberlayer)的下方,后者由許多小型柱狀物構(gòu)成,進(jìn)而增大皮膚接觸面。值得一提的是,當(dāng)手指輕拍皮膚后,其出現(xiàn)的電量可點(diǎn)亮12個(gè)LED燈泡。
雖然人體皮膚表面的電流不足以為汽車(chē)供電,不過(guò)這似乎也給科研人員啟發(fā),那就是未來(lái)的汽車(chē),是不是可以像自行車(chē)相同,由人來(lái)供能呢?
寫(xiě)在最后:
雖然這些新技術(shù)中,有些還處于概念階段,有些則處于研發(fā)測(cè)試階段,但不可否認(rèn)的是,新技術(shù)真的是可以改變一個(gè)行業(yè),而這些電池新技術(shù),則有希望給汽車(chē)工業(yè)帶來(lái)革命性的變化,讓純電動(dòng)汽車(chē)成為主流。