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电池技术不革命,革的就是电动汽车的命?

[日期:2017-12-12] 来源:安卓网  作者: [字体: ]

  三天前,福特汽车公司执行董事长比尔•福特宣布了其在中国下一阶段的发展战略——中国2025计划。同一天,通用在上海举办了一场2017通用汽车中国 “电气化技术探秘体验” 活动,这两家燃油车企先后宣布向电气化转型,新能源电动汽车新势力中又多了两名老将。在财政补贴退坡和双积分政策的影响下,国内新能源汽车产业繁荣背后是新一轮变革的酝酿,虽然通用汽车在当天分享了它在电池、电机和电池管理系统三大领域的独特技术理念与优势,但从当下缓慢的技术发展来看,电池技术不革命,电动汽车的发展将会触顶。

  上个月在广州车展期间,特斯拉发布了超跑Roadster 2,人们为特斯拉百公里加速1.9秒的极限而欢呼,这是由于此前最快的内燃机跑车布加迪Chiron百公里加速2.6秒,Model S的百公里加速2.53秒,而1.9秒无疑是突破目前汽车极限的性能怪兽才能做到,更何况是在轮胎已经无法突破极限的情况下。

  虽然特斯拉的 Roadster 2 展示了其在电动领域的绝对实力,并且 Elon Musk 也说了,Roadster 2 要做的是给汽油车一个重击。但是从参数中笔者发现,0~96km/h 加速 1.9 秒、1000 公里续航、10000 N•m 轮上扭矩的背后同样是电机技术的不幸触顶,马斯克偷换了概念。根据知乎问题《如何评价特斯拉(Tesla Motors)Roadster 2(千里续航、两秒破百)》中,一些答主对该款超跑轮上扭矩的计算中,10000 N•m 扭矩的特斯拉Roadster 2 其实并不稀奇,换算回人们对汽车扭矩的常用表达方式,它不如特斯拉在2年前发布的Model S P100D 的电机扭矩。Roadster 2无疑是当下性能最强的量产纯电动车,但是沮丧的是,在电池密度无法再向前迈一步的前提下它也代表着电机效率和性能的极限。

  在电机性能无法提升的背景下,能做的只有在电池管理和电击调配上不断优化和妥协,而特斯拉选择了用牺牲车内空间的方式塞了一台200千瓦时的电池。电池技术的缓慢发展,唯一能做的就是在电池管理和其他技术上寻找可弥补的点,这对能耗优化提出了艰巨的任务。解决里程焦虑全靠堆电池容量毫无意义,以至于Roadster 2 牺牲了车内空间放进了200 kWh 电池。电池技术的障蔽制约了很多行业的发展。此次Roadster 2利用轮上扭矩指代扭矩玩了一把文字游戏,突出电动车起步加速快的优点,回避电池的短板,但依然不能证明电动车的时代已经到来,内燃机被吊打。而且还间接承认了电池技术到 2020 年也不会取得突破。

  众所周知,当下,如火如荼开展着的电动汽车主要依靠电机与电池技术为核心,这也是做空调做到第一的格力转身去拥抱新能源汽车的原因之一,格力拥有极具优势的电机技术,其业务也涉足能源产业,而珠海银隆拥有电池技术,当然也是从国外收购而来,双臂合力还不成为中国的特斯拉?但是现实却是,在电池技术不革命、电机性能却又触到顶点的情况下,电动汽车则受困于此,既无法革除内燃机的命,也无法更进一步。

  电池技术的停滞不前,从手机产业不难看出,当大量的资金投入到技术和设计上时,随着手机性能的增强,随之而来唯一不变的是续航能力,并且偶尔还会出现电池起火的事故。

  伦敦帝国理工戴森工程学院的教授比利•吴解释道,摩尔定律简单来说,就是每隔几年晶体管都会变得更小,让芯片能够容纳更多,从而提高处理能力。“在微处理器领域,一切都只为了把东西做得更小。但到了锂离子电池这边,如果你想提高能量密度,换句话说就是增加手机的续航时间,那你就必须要从根本上改变电池里的材料。”

  于是我们看到的是,从业人士不断对现有的各种电极材料进行优化,开发出一种新材料非常困难,并且需要花费几年时间的测试来保障它在用户使用中的安全稳定和性能,但是如果几年的检测之后发现性能并没有达到预期,等来的提升和时间则不相符,对电池技术的研发投入是一个无法保证一定成功且随时会失败的无底洞。魅族的M8曾经采用过比亚迪的磷酸铁锂电池,经常有用户报告说冬天电池突然掉电至10%,被称为“电池门”。而如今手机使用的快充则是以寿命换时间。在手机的使用上,电池技术难以提升,短期内只能依靠芯片厂商对功耗进行降低,但这是一个治标不治本的方法。

  科学家称电池技术为“混沌的艺术”,电池技术迟迟发展不起来,是由于它的每一点微小进步都需要耗费大量的实验,并非发现了一种能够极大提升能量密度的材料就一定能用,如使手机变成爆炸物的硅胶,它的能量密度是石墨的十倍。而三星GalaxyNote7爆炸事件发生之后,更是一度令电池技术研发和测试过程变得更加慎行,这也将导致商用化的时间遭到延迟。

  电池技术究竟能够得到突破性发展?上述教授是这样说的:“要开发一种新的化学过程大概需要10年的时间,1亿英镑的投入,所以它在经济规模上和微处理器领域比不了。”更不必说在10年之后的10年测试时间,当进入商用时,人们已经老去20年,索尼在1990年代将牛津大学于1980年发表的锂离子电池研究成果商用化是最好的证据。电池技术的停滞同时,只能依靠其他技术的弥补。

  当电机性能也达到顶点,厂商们只能依靠加速电池技术的研发来推动电动车的进程。不过据了解,目前华为、聚碳和哈工大研发石墨烯聚合材料电池的储能量是传统电池产品的三倍,用此电池提供电力的电动汽车能行驶超过1000公里,充电时间大大减少,充电次数可达3000次以上,电池的重量却不足传统充电电池的一半。这超出了特斯拉Roadster 2 的1000 公里续航。

 

  虽然目前这些数据仍处于实验阶段,但毫无疑问的是石墨烯可能将成为新能源汽车突破蓄电瓶颈,创造更长续航里程,进一步发展、普及的关键,不过从实验室走向商用还要经过几年的安全测试。在这争分夺秒的时代,众企业都在努力扩张,抢占市场,投资研发,在需求的倒逼之下电池技术的发展或将迎来转机。不过电池是事关生命安全的技术,走错一步便会酿成不可撤销的灾难,因此在生命面前,追求极限和突破瓶颈的同时保障安全性能才是最重要的。

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