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四項(xiàng)超越鋰離子的未來(lái)電池技術(shù)
時(shí)間:2019-11-26 14:51來(lái)源:騰訊汽車(chē) 作者:綜合報(bào)道
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據(jù)《汽車(chē)新聞》報(bào)道，電動(dòng)汽車(chē)發(fā)生車(chē)禍時(shí)除碰撞本身之外，最大的危險(xiǎn)莫過(guò)于高壓元件可能造成觸電和起火風(fēng)險(xiǎn)，但博世和奧托立夫在爆炸技術(shù)上的兩項(xiàng)突破，或?qū)⒂兄谔岣唠妱?dòng)汽車(chē)的安全性能，減少上述風(fēng)險(xiǎn)。
雖然這兩項(xiàng)技術(shù)在設(shè)計(jì)上卻略有不同，但功能卻很相似，發(fā)生事故時(shí)均能在一毫秒之內(nèi)自動(dòng)關(guān)閉電池高能電源電路。其中一項(xiàng)是博世開(kāi)發(fā)的“高溫熔斷器”，另一項(xiàng)則是奧托立夫研發(fā)的“高溫安全開(kāi)關(guān)”。
安全氣囊激活觸發(fā)爆炸斷電裝置
據(jù)悉，在電動(dòng)汽車(chē)發(fā)生車(chē)禍時(shí)，一旦安全氣囊被激活，電子控制單元中的微芯片將在一毫秒之內(nèi)觸發(fā)爆炸斷電裝置。博世的“高溫熔斷器”會(huì)自動(dòng)切斷高壓線(xiàn)纜，而奧托立夫的“高溫安全開(kāi)關(guān)”則會(huì)切斷一條母線(xiàn)。
新版本的電動(dòng)汽車(chē)通常配有400-800伏的電池，以便獲得更快的充電速度，更有效的再生制動(dòng)以及超越300英里的續(xù)航里程。然而當(dāng)發(fā)生車(chē)禍時(shí)，由于大型電池特有的安全問(wèn)題，急救人員必須謹(jǐn)慎行動(dòng)，否則車(chē)禍后未能及時(shí)斷電的車(chē)輛，很有可能發(fā)生意外的溜車(chē)、觸電或起火風(fēng)險(xiǎn)。
通常情況下，只有手動(dòng)關(guān)閉電動(dòng)汽車(chē)引擎蓋下的開(kāi)關(guān)或關(guān)閉電纜回路，正確地切斷電源后，緊急救援人員才能?chē)L試轉(zhuǎn)移受傷的乘客。但是尋找上述開(kāi)關(guān)或關(guān)閉回路，往往會(huì)延誤傷員的救治，并有可能導(dǎo)致救援人員面臨風(fēng)險(xiǎn)。
使用微型炸藥來(lái)提高安全性似乎有點(diǎn)違背常理，但并非一項(xiàng)全新的創(chuàng)意。實(shí)際上，從技術(shù)上講，安全氣囊是一種爆破裝置，包括通用和奔馳在內(nèi)的許多制造商，都在其敞篷車(chē)上使用了爆破技術(shù)來(lái)激活彈出式安全氣囊。
四項(xiàng)超越鋰離子的未來(lái)電池技術(shù)
在博世等公司致力于提升電動(dòng)汽車(chē)碰撞安全性的同時(shí)，豐田、寶馬和斯坦福大學(xué)等汽車(chē)制造商和研究機(jī)構(gòu)，也從未放棄對(duì)未來(lái)電池能量存儲(chǔ)技術(shù)的研發(fā)。以下是四項(xiàng)正在進(jìn)行測(cè)試和開(kāi)發(fā)的或?qū)⒊戒囯x子的未來(lái)電池技術(shù)：
1、固態(tài)電池
優(yōu)點(diǎn)：充電時(shí)間快；安全性能更高，因?yàn)闊嵘闪肯鄬?duì)較小并且無(wú)需液體電解質(zhì)；電池壽命更長(zhǎng)且生產(chǎn)成本還有進(jìn)一步壓縮空間。
缺點(diǎn)：目前制造成本相對(duì)較高；樹(shù)狀配電網(wǎng)引起的內(nèi)部短路風(fēng)險(xiǎn)增大，以及內(nèi)阻問(wèn)題。
正在從事固態(tài)電池研發(fā)的企業(yè)和機(jī)構(gòu)：豐田、寶馬、大眾、本田、現(xiàn)代、福特和通用等汽車(chē)制造商及所有主要的電池供應(yīng)商。
熱點(diǎn)話(huà)題：美國(guó)能源部旗下橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室電池和燃料電池生產(chǎn)小組負(fù)責(zé)人伊利亞在接受Shift 采訪(fǎng)時(shí)表示，固態(tài)電池在存儲(chǔ)大量能量方面的潛力最大，未來(lái)的存儲(chǔ)容量有可能兩倍于目前最好的250 kWh鋰離子電池。
2、鋰金屬電池：
優(yōu)點(diǎn)：能量密度比鋰離子大得多；鋰陽(yáng)極代替石墨陽(yáng)極有助于電池重量顯著減少。
缺點(diǎn)：易燃性問(wèn)題、電池老化速度過(guò)快以及生產(chǎn)復(fù)雜。
正在從事鋰金屬電池研發(fā)的企業(yè)和機(jī)構(gòu)：斯坦福大學(xué)、美國(guó)能源部旗下的SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室、加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校，以及其他各種大學(xué)、實(shí)驗(yàn)室和初創(chuàng)公司。
熱點(diǎn)話(huà)題：在實(shí)驗(yàn)室中表現(xiàn)出良好潛力的一種鋰基化學(xué)物質(zhì)，目前在汽車(chē)上的性能尚未驗(yàn)證。
3、氟化物電池：
優(yōu)點(diǎn)：這種電池的能量密度相當(dāng)于鋰離子的10倍，而能量密度更高則表示續(xù)航里程更大；室溫運(yùn)行意味著電池?zé)o需昂貴和復(fù)雜的熱管理系統(tǒng)即可運(yùn)轉(zhuǎn)；生產(chǎn)過(guò)程比鋰離子更環(huán)保。
缺點(diǎn)：氟化物是一種腐蝕性液體；與鋰離子電池相比，陰極極其復(fù)雜；批量生產(chǎn)、長(zhǎng)期耐用性和撞車(chē)安全性仍未得到驗(yàn)證。
正在從事氟化物電池研發(fā)的企業(yè)和機(jī)構(gòu)：本田汽車(chē)、加州理工學(xué)院、美國(guó)宇航局旗下噴射推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，以及多所大學(xué)、實(shí)驗(yàn)室和初創(chuàng)公司。
熱點(diǎn)話(huà)題： 鋰離子實(shí)現(xiàn)了從消費(fèi)電子產(chǎn)品到汽車(chē)的飛躍，氟化物電池也是如此。
4、石墨烯超級(jí)電容器：
優(yōu)點(diǎn)：電阻低，充電速度超快；重量輕有利于整合到車(chē)輛的車(chē)身結(jié)構(gòu)。
缺點(diǎn)：缺乏能量密度；不使用時(shí)失去電能以及生產(chǎn)復(fù)雜性問(wèn)題。
正在從事石墨烯超級(jí)電容器研發(fā)的企業(yè)和機(jī)構(gòu)：蘭博基尼、麻省理工學(xué)院以及多所大學(xué)、實(shí)驗(yàn)室和初創(chuàng)公司。
熱點(diǎn)話(huà)題：蘭博基尼電動(dòng)超跑概念車(chē)Terzo Millenio設(shè)想在車(chē)輛的碳纖維車(chē)身結(jié)構(gòu)中，嵌入石墨烯材料來(lái)儲(chǔ)存電能，并進(jìn)行動(dòng)能回收釋放。
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