将电池嵌入车身 是革命还是误区?
发布时间:2018-12-06 21 来源: 万站群系统 浏览量:28

就电动汽车本身而言,最大的瓶颈就在于电池技术,也是各个企业卯足了劲的研发重点,从某种程度上,谁掌握了最先进的电池技术,也就掌握了现在电动汽车的命脉所在。

独具创意的车身覆盖件电池

上周,沃尔沃公布了一款S80的原型车。这辆车从外表看上去与一般的S80并没有什么区别,但在重量上却轻了15%,从1585千克变成了1350千克。应该有人好奇了,沃尔沃是对S80进行了轻量化?

经过研究员的一番介绍,才知道它变轻的原因则在于所使用的特殊的电池组。不同于现下一般电动汽车所使用的一整块大电池组,这辆车的电池被分散在三个位置:车门、车顶和行李箱盖。估计又会有人好奇了,车门、车顶和行李箱盖?电池是怎么安装在这些地方的?

这就要说到三年前由伦敦帝国学院牵头的一个研究组织了。这个组织由欧盟投资,一直致力于研究电动车的电池技术。历经三年,研究员们成功地创造了新兴的纳米结构电池和超级电容,并将其与已经成型好的碳纤维集成到一起,变身为车身覆盖件,并充当电动汽车的电源。

相较于现在电动汽车常用的电池组,这项技术可谓是“革命性”地改变,给现在电池笨重的形象来了个改头换面,也不再占据底盘下的空间。

在这项研究中,最大的突破是创造了纳米结构的电池和超级电容器,并巧妙地嵌入到碳纤维中。

与传统的电池或超级电容器相比,这种特殊的覆盖件不仅提升了充电速度,质量更轻,韧性和强度也有所提升,同时,也能通过动能回收系统或者接入电网进行充电。除了电动汽车之外,碳纤维覆盖件也能用在传统的内燃机汽车上。除了在强度上足以取代传统金属,也有足够的能量来取代蓄电瓶,起动发动机并给车上12V电气设备供电。

对于纯电动汽车来说,用覆盖件取代电池能够至少降低15%的车身重量。如果在车门、车顶和行李箱盖上都使用这种材料,可以让一辆中级的纯电动汽车行驶约130公里。

作为研究组织中唯一的一家汽车制造商,沃尔沃认为,这种特殊的覆盖件具备“取代现代汽车蓄电池的潜力,可以让传统电池彻底成为过去”。可见,沃尔沃对这项技术的评价和期望都很高。的确,在这之前,没有人想到电池还可以这样来安置,也存在一定的优势,但是这真的能取代传统电池么?

不服的来辩了

和车云菌抱有一样想法的还是有的。在沃尔沃公布这项技术一周之后,就有外国媒体朋友“不服”这种说法的来辩了。Plugincars上的这篇文章主要围绕其不实用性进行讨论,车云菌与大家分享一下他的观点。

首先,是增加了设计的复杂程度。电池组都是由上百个,甚至上千个电池单元集成在一起的。从逻辑上来说,把这些电池单元组装成小型的电池块,比直接组装成一整个电池组要简单很多,但是越多的电池块也意味着更多的接线和封装,在绝缘和电池块控制装置上的增加也会增加更多的重量。

宝 马在制造ActiveE的原型车时,由于基础模型无法容纳下整个电池组,所以工程师们将电池组分成了三个部分安装在不同的位置,一个在后排座椅下方,一 个在中央通道,还有一个在前发动机罩下。在设计i3的时候,宝马就吸取了ActiveE的教训,将电池组设计成一个整体,放置在车身地板下方。因为这对于车身结构的设计来说,要简单很多。

其次,是老化和安全问题。研 究员们很聪明地利用车身上已有的部件解决了重量问题。比如说电池单元内置在车门,因为使用了碳纤维,所以带有电池的车门与一般车门的重量相差无几,体积上 也没有太多变化。但是这种袋式封装比圆柱形电池强度要低很多,每一次大力关门,都是对电池单元的一次挤压。虽然沃尔沃在安全方面已经取得了不错的成效,也 能在电池组里安装快速断开装置进行保护,但是即便是停车时的小事故使车门凹陷,至少也会对行驶里程造成影响。

最后,是热力管理问题。在沃尔沃公布的原型车上,有一部分电池是安装在车顶上的,这是一个相当疯狂的主意。对于汽车来说,车顶是承受温度变化最大的部位:冬天会有积雪,夏天则热到可能煎鸡蛋,其内置的电池组要如何适应如此大范围的温度变化?

另外,温度对于电池的性能参数也有很大的影响,日产就在这上头吃过苦头。如果电池的温度过高,会缩减它的生命周期,而温度过低,又会影响输出。当然,也可以专门设计一套系统将电池组的温度控制在一定范围内,但是这会额外消耗更多的能量。

现在,有一定的电动汽车基本都有着类似的构造:一个电动机、一个安装在地板下方的电池总成。或许在将来,这种结构会发生改变,但大概也不是这种结构,让人时刻担心会不会撞到车门挤压了电池,更何况现在普遍采用的结构已经证明了其实用性。

 

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