電池技術(shù)不革命,革的就是電動汽車的命?智能

HEA.CN 2017-12-11 19:40
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導(dǎo)讀

在電機性能無法提升的背景下,能做的只有在電池管理和電擊調(diào)配上不斷優(yōu)化和妥協(xié),而特斯拉選擇了用犧牲車內(nèi)空間的方式塞了一臺200千瓦時的電池。

三天前,福特汽車公司執(zhí)行董事長比爾?福特宣布了其在中國下一階段的發(fā)展戰(zhàn)略——中國2025計劃。同一天,通用在上海舉辦了一場2017通用汽車中國 “電氣化技術(shù)探秘體驗” 活動,這兩家燃油車企先后宣布向電氣化轉(zhuǎn)型,新能源電動汽車新勢力中又多了兩名老將。在財政補貼退坡和雙積分政策的影響下,國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)繁榮背后是新一輪變革的醞釀,雖然通用汽車在當(dāng)天分享了它在電池、電機和電池管理系統(tǒng)三大領(lǐng)域的獨特技術(shù)理念與優(yōu)勢,但從當(dāng)下緩慢的技術(shù)發(fā)展來看,電池技術(shù)不革命,電動汽車的發(fā)展將會觸頂。

上個月在廣州車展期間,特斯拉發(fā)布了超跑Roadster 2,人們?yōu)樘厮估俟锛铀?.9秒的極限而歡呼,這是由于此前最快的內(nèi)燃機跑車布加迪Chiron百公里加速2.6秒,Model S的百公里加速2.53秒,而1.9秒無疑是突破目前汽車極限的性能怪獸才能做到,更何況是在輪胎已經(jīng)無法突破極限的情況下。

雖然特斯拉的 Roadster 2 展示了其在電動領(lǐng)域的絕對實力,并且 Elon Musk 也說了,Roadster 2 要做的是給汽油車一個重擊。但是從參數(shù)中筆者發(fā)現(xiàn),0~96km/h 加速 1.9 秒、1000 公里續(xù)航、10000 N?m 輪上扭矩的背后同樣是電機技術(shù)的不幸觸頂,馬斯克偷換了概念。根據(jù)知乎問題《如何評價特斯拉(Tesla Motors)Roadster 2(千里續(xù)航、兩秒破百)》中,一些答主對該款超跑輪上扭矩的計算中,10000 N?m 扭矩的特斯拉Roadster 2 其實并不稀奇,換算回人們對汽車扭矩的常用表達方式,它不如特斯拉在2年前發(fā)布的Model S P100D 的電機扭矩。Roadster 2無疑是當(dāng)下性能最強的量產(chǎn)純電動車,但是沮喪的是,在電池密度無法再向前邁一步的前提下它也代表著電機效率和性能的極限。

在電機性能無法提升的背景下,能做的只有在電池管理和電擊調(diào)配上不斷優(yōu)化和妥協(xié),而特斯拉選擇了用犧牲車內(nèi)空間的方式塞了一臺200千瓦時的電池。電池技術(shù)的緩慢發(fā)展,唯一能做的就是在電池管理和其他技術(shù)上尋找可彌補的點,這對能耗優(yōu)化提出了艱巨的任務(wù)。解決里程焦慮全靠堆電池容量毫無意義,以至于Roadster 2 犧牲了車內(nèi)空間放進了200 kWh 電池。電池技術(shù)的障蔽制約了很多行業(yè)的發(fā)展。此次Roadster 2利用輪上扭矩指代扭矩玩了一把文字游戲,突出電動車起步加速快的優(yōu)點,回避電池的短板,但依然不能證明電動車的時代已經(jīng)到來,內(nèi)燃機被吊打。而且還間接承認了電池技術(shù)到 2020 年也不會取得突破。

眾所周知,當(dāng)下,如火如荼開展著的電動汽車主要依靠電機與電池技術(shù)為核心,這也是做空調(diào)做到第一的格力轉(zhuǎn)身去擁抱新能源汽車的原因之一,格力擁有極具優(yōu)勢的電機技術(shù),其業(yè)務(wù)也涉足能源產(chǎn)業(yè),而珠海銀隆擁有電池技術(shù),當(dāng)然也是從國外收購而來,雙臂合力還不成為中國的特斯拉?但是現(xiàn)實卻是,在電池技術(shù)不革命、電機性能卻又觸到頂點的情況下,電動汽車則受困于此,既無法革除內(nèi)燃機的命,也無法更進一步。

電池技術(shù)的停滯不前,從手機產(chǎn)業(yè)不難看出,當(dāng)大量的資金投入到技術(shù)和設(shè)計上時,隨著手機性能的增強,隨之而來唯一不變的是續(xù)航能力,并且偶爾還會出現(xiàn)電池起火的事故。

倫敦帝國理工戴森工程學(xué)院的教授比利?吳解釋道,摩爾定律簡單來說,就是每隔幾年晶體管都會變得更小,讓芯片能夠容納更多,從而提高處理能力。“在微處理器領(lǐng)域,一切都只為了把東西做得更小。但到了鋰離子電池這邊,如果你想提高能量密度,換句話說就是增加手機的續(xù)航時間,那你就必須要從根本上改變電池里的材料。”

于是我們看到的是,從業(yè)人士不斷對現(xiàn)有的各種電極材料進行優(yōu)化,開發(fā)出一種新材料非常困難,并且需要花費幾年時間的測試來保障它在用戶使用中的安全穩(wěn)定和性能,但是如果幾年的檢測之后發(fā)現(xiàn)性能并沒有達到預(yù)期,等來的提升和時間則不相符,對電池技術(shù)的研發(fā)投入是一個無法保證一定成功且隨時會失敗的無底洞。魅族的M8曾經(jīng)采用過比亞迪的磷酸鐵鋰電池,經(jīng)常有用戶報告說冬天電池突然掉電至10%,被稱為“電池門”。而如今手機使用的快充則是以壽命換時間。在手機的使用上,電池技術(shù)難以提升,短期內(nèi)只能依靠芯片廠商對功耗進行降低,但這是一個治標(biāo)不治本的方法。

科學(xué)家稱電池技術(shù)為“混沌的藝術(shù)”,電池技術(shù)遲遲發(fā)展不起來,是由于它的每一點微小進步都需要耗費大量的實驗,并非發(fā)現(xiàn)了一種能夠極大提升能量密度的材料就一定能用,如使手機變成爆炸物的硅膠,它的能量密度是石墨的十倍。而三星GalaxyNote7爆炸事件發(fā)生之后,更是一度令電池技術(shù)研發(fā)和測試過程變得更加慎行,這也將導(dǎo)致商用化的時間遭到延遲。

電池技術(shù)究竟能夠得到突破性發(fā)展?上述教授是這樣說的:“要開發(fā)一種新的化學(xué)過程大概需要10年的時間,1億英鎊的投入,所以它在經(jīng)濟規(guī)模上和微處理器領(lǐng)域比不了。”更不必說在10年之后的10年測試時間,當(dāng)進入商用時,人們已經(jīng)老去20年,索尼在1990年代將牛津大學(xué)于1980年發(fā)表的鋰離子電池研究成果商用化是最好的證據(jù)。電池技術(shù)的停滯同時,只能依靠其他技術(shù)的彌補。

當(dāng)電機性能也達到頂點,廠商們只能依靠加速電池技術(shù)的研發(fā)來推動電動車的進程。不過據(jù)了解,目前華為、聚碳和哈工大研發(fā)石墨烯聚合材料電池的儲能量是傳統(tǒng)電池產(chǎn)品的三倍,用此電池提供電力的電動汽車能行駛超過1000公里,充電時間大大減少,充電次數(shù)可達3000次以上,電池的重量卻不足傳統(tǒng)充電電池的一半。這超出了特斯拉Roadster 2 的1000 公里續(xù)航。

雖然目前這些數(shù)據(jù)仍處于實驗階段,但毫無疑問的是石墨烯可能將成為新能源汽車突破蓄電瓶頸,創(chuàng)造更長續(xù)航里程,進一步發(fā)展、普及的關(guān)鍵,不過從實驗室走向商用還要經(jīng)過幾年的安全測試。在這爭分奪秒的時代,眾企業(yè)都在努力擴張,搶占市場,投資研發(fā),在需求的倒逼之下電池技術(shù)的發(fā)展或?qū)⒂瓉磙D(zhuǎn)機。不過電池是事關(guān)生命安全的技術(shù),走錯一步便會釀成不可撤銷的災(zāi)難,因此在生命面前,追求極限和突破瓶頸的同時保障安全性能才是最重要的。

作者:HEA.CN 來源:家電網(wǎng) 

電池 技術(shù) 汽車 性能 發(fā)展
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