隨著新能源汽車保有量的不斷增加,車輛配置、充電設(shè)施使用及充電習慣、日常駕駛習慣、外界溫度等等影響續(xù)航的問題也隨之發(fā)酵而來。這幾點主要從車主主觀因素和自然環(huán)境方面分析。誠然,從技術(shù)層面講,動力電池的能量密度確實是影響電動汽車續(xù)航里程的主要因素,還有動力電池管理系統(tǒng)(BMS)的性能也同樣直接影響到電動汽車的續(xù)航里程。
當下充電續(xù)航里程問題的確炙手可熱。隨著霧霾天氣的增加,人們對清潔能源的呼聲越來越高,無論是國家還是汽車行業(yè)都越來越重視純電動汽車在未來的發(fā)展前景。然而,制約純電動汽車普及的一個重要原因就是續(xù)航里程短這一難題。許多車企和電池廠商也沒有閑著。
1、豐田:性能增強型的鋰離子電池
豐田公司表示,未來幾年將開發(fā)一種新型的、更先進的電動汽車電池,電動車在配備這種電池之后行駛里程和電池壽命都將提高15%。豐田公司稱,這種性能增強型的鋰離子電池技術(shù)有可能使得其公司的電動車得到改進。豐田公司電池技術(shù)研究員Hisao Yamashige表示,鋰離子電池對電動車來說是一項關(guān)鍵技術(shù),未來有必要進一步改善技術(shù),提升性能。
他強調(diào),豐田與日本一家公共實驗室和四所大學合作,豐田工程師可更好地看清鋰鋰離子在電極中的移動方式。豐田希望這可以幫助工程師們解決鋰離子在電極內(nèi)移動不規(guī)則以及過分積聚的問題。目前來說,這些問題限制電池壽命、汽車里程,也有可能導致汽車過熱,因而需要新設(shè)計。改善鋰離子電池技術(shù)是傳統(tǒng)汽車制造商如豐田,以及新興車企特斯拉亟待解決的難題。電動汽車、插電式混合動力汽車和傳統(tǒng)混合動力車制造商正努力開發(fā)電池技術(shù),延長車輛續(xù)航里程和電池壽命,保障汽車安全性。
2、三星:“下一代”電動汽車電池
三星SDI是三星集團旗下的一家子公司,專攻鋰離子電池和可再生能源業(yè)務(wù),還為汽車巨頭寶馬公司提供能源支持。近日,該公司公布了“下一代”電動汽車電池,該電池能夠在20分鐘之內(nèi)完成快速充電,單次充電的行駛里程達到600千米。
按照設(shè)計理念,這款高密度電池單次充電能夠行駛500千米,在路邊喝杯咖啡的時間里,它就能充上80%的電。作為參考,這個數(shù)據(jù)要比特斯拉Model S目前的充電速度快得多。
公司沒有往車身裝太多電池,因為那樣會增加重量。它希望提供一種像智能手機一樣的快速充電服務(wù),這樣一來消費者就無需擔心行駛里程太短的問題,不用太長時間充電就可以開得更遠。
除了這款電池以外,三星SDI在今年的北美國際車展上還推出了其他產(chǎn)品和服務(wù)。其中包括改良版的“21700”圓柱電池,它在能量密度、功率和性能上均有所完善。
21700電池的名稱,來源于其21毫米的直徑和70毫米的長度。目前,各大電動汽車制造商都在重點關(guān)注這款電池。近期,特斯拉正式表示,在與松下電器的合作中,已經(jīng)研發(fā)出了全新的鋰離子電池,并且其超級電池工廠Gigfactory也已經(jīng)開始進行生產(chǎn)。
3、特斯拉:金屬空氣電池充電技術(shù)
據(jù)汽車新聞網(wǎng)站Electrek報道,特斯拉近日獲得了金屬空氣電池充電技術(shù)的新專利,該技術(shù)如果可實用將進一步提高電動汽車的續(xù)航里程。
幾年之前,行業(yè)里就流傳著這樣一種說法:為了確保未來電動汽車更遠的續(xù)航里程以及更快速的充電時間,特斯拉可能使用一種金屬空氣(metal-air)和鋰離子電池的混合動力系統(tǒng)。毫無疑問,這種說法也是有佐證的,公司致力于相關(guān)動力系統(tǒng)的研發(fā),并且在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域申請了幾個專利。不過,那時候還是在 2010年,特斯拉還沉浸于Model S繁復的研發(fā)工作上。
與鋰離子電池一樣,金屬空氣電池使用了金屬材料作為正極,但使用環(huán)境中吸取的氧氣作為負極。這樣的話,電池的重量更輕,使得電池能夠獲得更大的能量密度。而放到電動汽車上,這意味著更遠的續(xù)航里程。
據(jù)了解,特斯拉此前申請的是一種混動系統(tǒng)專利。作為一種零排放里程增加方案,該系統(tǒng)既可以使用鋰離子電池組,也可以使用金屬空氣電池組。目前,還有多家公司正在進行類似技術(shù)的攻關(guān)工作,但卻未能實現(xiàn)在電動汽車領(lǐng)域的實質(zhì)性應(yīng)用。
1月31日,特斯拉獲得了該技術(shù)領(lǐng)域的另一項專利——金屬空氣電池的充電技術(shù)。專利申請文件寫道:“這是一種在最大可能程度上對金屬空氣電池充電的方法,而且,它還可以使周圍氧氣濃度低于預(yù)設(shè)濃度,那樣的話,可以使充電過程中產(chǎn)生氧氣的風險最小化?!?/p>
據(jù)報道,特斯拉首次于2010年申請金屬空氣電池方面的專利,在2013年,當特斯拉開始獲得該技術(shù)的部分專利時,特斯拉進行了充電技術(shù)的部分修正。而在兩周前,特斯拉最終獲得了金屬空氣電池充電技術(shù)的專利。
值得注意的是,雖然特斯拉獲得了金屬空氣電池的新專利,但這不意味著特斯拉可以馬上將該技術(shù)應(yīng)用于批量生產(chǎn)的車型之中。在金屬空氣電池真正應(yīng)用于電動汽車之前,這種電池技術(shù)還急需解決幾個問題,尤其是生命周期以及成本方面的問題。在專利文件中,特斯拉堅信新的充電技術(shù)將會解決電池壽命方面的部分問題,比如在充電過程中,控制空氣的供應(yīng)等以延長電池壽命。
不過,對于金屬空氣電池技術(shù)的未來,外界還沒有達成一致??赡茉摷夹g(shù)會獲得突破性進展,而專利將會發(fā)揮巨大裨益;但也有可能鋰離子電池的能量密度也將大幅增加,進而淘汰金屬空氣電池。
專家表示,車企應(yīng)加大動力電池研發(fā)的力度,優(yōu)化電動汽車的性能。同時,相關(guān)政府部門也應(yīng)加強檢測,防止以次充好、批量生產(chǎn)質(zhì)量不達標等問題出現(xiàn)。相信,續(xù)航里程是發(fā)展的短板,也同樣可以成為突破的關(guān)鍵點。