鉅大LARGE | 點擊量：1003次 | 2021年05月28日
將鋰電池嵌入車身，是革命還是誤區(qū)？
就電動汽車本身而言，最大的瓶頸就在于電池技術(shù)，也是各個公司卯足了勁地研發(fā)重點，從某種程度上，誰掌握了最先進(jìn)的電池技術(shù)，也就掌握了現(xiàn)在電動汽車的命脈所在。
獨具創(chuàng)意的車身覆蓋件電池
上周，沃爾沃公布了一款S80的原型車。這輛車從外表看上去與一般的S80并沒有什么差別，但在重量上卻輕了15%，從1585千克變成了1350千克。應(yīng)該有人好奇了，沃爾沃是對S80進(jìn)行了輕量化?
經(jīng)過研究員的一番介紹，才了解它變輕的原因則在于所使用的特殊的電池組。不同于現(xiàn)下一般電動汽車所使用的一整塊大電池組，這輛車的電池被分散在三個位置：車門、車頂和行李箱蓋。估計又會有人好奇了，車門、車頂和行李箱蓋?電池是怎么安裝在這些地方的?
這就要說到三年前由倫敦帝國學(xué)院牽頭的一個研究組織了。這個組織由歐盟投資，一直致力于研究電動汽車的電池技術(shù)。歷經(jīng)三年，研究員們成功地創(chuàng)造了新興的納米結(jié)構(gòu)電池和超級電容，并將其與已經(jīng)成型好的碳纖維集成到一起，變身為車身覆蓋件，并充當(dāng)電動汽車的電源。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
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%
相較于現(xiàn)在電動汽車常用的電池組，這項技術(shù)可謂是革命性地改變，給現(xiàn)在電池笨重的形象來了個改頭換面，也不再占據(jù)底盤下的空間。
在這項研究中，最大的突破是創(chuàng)造了納米結(jié)構(gòu)的電池和超級電容器，并巧妙地嵌入到碳纖維中。
與傳統(tǒng)的電池或超級電容器相比，這種特殊的覆蓋件不僅提升了充電速度，質(zhì)量更輕，韌性和強(qiáng)度也有所提升，同時，也能通過動能回收系統(tǒng)或者接入電網(wǎng)進(jìn)行充電。除了電動汽車之外，碳纖維覆蓋件也能用在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車上。除了在強(qiáng)度上足以取代傳統(tǒng)金屬，也有足夠的能量來取代蓄電瓶，起動發(fā)動機(jī)并給車上12V電氣設(shè)備供電。
關(guān)于純電動汽車來說，用覆蓋件取代電池能夠至少降低15%的車身重量。假如在車門、車頂和行李箱蓋上都使用這種材料，可以讓一輛中級的純電動汽車行駛約130公里。
作為研究組織中唯一的一家汽車制造商，沃爾沃認(rèn)為，這種特殊的覆蓋件具備取代現(xiàn)代汽車蓄電池的潛力，可以讓傳統(tǒng)電池的徹底成為過去。可見，沃爾沃對這項技術(shù)的評價和期望都很高。的確，在這之前，沒有人想到電池還可以這樣來安置，也存在一定的優(yōu)勢，但是這真的能取代傳統(tǒng)電池么?
在沃爾沃公布這項技術(shù)一周之后，就有外國媒體朋友不服這種說法的來辯了。plugincars上的這篇文章重要圍繞其不實用性進(jìn)行討論，車云菌與大家分享一下他的觀點。
首先，是新增了設(shè)計的復(fù)雜程度。電池組都是由上百個，甚至上千個電池單元集成在一起的。從邏輯上來說，把這些電池單元組裝成小型的電池塊，比直接組裝成一整個電池組要簡單很多，但是越多的電池塊也意味著更多的接線和封裝，在絕緣和電池塊控制裝置上的新增也會新增更多的重量。
寶馬在制造ActiveE的原型車時，由于基礎(chǔ)模型無法容納下整個電池組，所以工程師們將電池組分成了三個部分安裝在不同的位置，一個在后排座椅下方，一個在中央通道，還有一個在前發(fā)動機(jī)罩下。在設(shè)計i3的時候，寶馬就吸取了ActiveE的教訓(xùn)，將電池組設(shè)計成一個整體，放置在車身地板下方。因為這關(guān)于車身結(jié)構(gòu)的設(shè)計來說，要簡單很多。
其次，是老化和安全問題。研究員們很聰明地利用車身上已有的啊·部件解決了重量問題。比如講電池單元內(nèi)置在車門，因為使用了碳纖維，所以帶有電池的車門與一般車門的重量相差無幾，體積上也沒有太多變化。但是這種袋式封裝比圓柱形電池強(qiáng)度要低很多，每一次大力關(guān)門，都是對電池單元的一次擠壓。雖然沃爾沃在安全方面已經(jīng)取得了不錯的成效，也能在電池組里安裝快速斷開裝置進(jìn)行保護(hù)，但是即便是停車時的小事故使車門凹陷，至少也會對行駛里程造成影響。
最后，是熱力管理問題。在沃爾沃公布的原型車上，有一部分電池是安裝在車頂上的，這是一個相當(dāng)瘋狂的主意。關(guān)于汽車來說，車頂是承受溫度變化最大的部位：冬天會有積雪，夏天則熱到可能煎雞蛋，其內(nèi)置的電池組要如何適應(yīng)如此大范圍的溫度變化?
另外，溫度關(guān)于電池的性能參數(shù)也有很大的影響，日產(chǎn)就在這上頭吃過苦頭。假如電池的溫度過高，會縮減它的生命周期，而溫度過低，又會影響輸出。當(dāng)然，也可以專門設(shè)計一套系統(tǒng)將電池組的溫度控制在一定范圍內(nèi)，但是這會額外消耗更多的能量。
現(xiàn)在，有一定銷量的電動汽車基本都有著類似的構(gòu)造：一個電動機(jī)、一個安裝在地板下方的電池總成?；蛟S在將來，這種結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，但大概也不是這種結(jié)構(gòu)，讓人時刻擔(dān)心會不會撞到車門擠壓了電池，更何況現(xiàn)在普遍采用的結(jié)構(gòu)已經(jīng)證明了其實用性。
每當(dāng)有一項新的技術(shù)誕生時，總會有贊同的和不贊同的聲音。就如沃爾沃公布的這項新技術(shù)，贊同者認(rèn)為它給電池技術(shù)帶來了革命性改變，質(zhì)疑者認(rèn)為它的安全性和可靠性都有待考驗，是走入了減重的誤區(qū)。這項技術(shù)有其不可否認(rèn)的價值所在，比如它提高了充電速度，但確實也存在著弊端，車頂?shù)脑O(shè)計就有失考慮，假如想要大面積運用，還要經(jīng)得起實踐的考驗。
