車門、車身就是電池？Tesla 正在設計又大又便宜的電動車！ - 其他 [複製鏈接]

沫茶茶

Teenager I

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電梯直達

樓主

發表於 2013-11-7 08:46:31 |只看該作者 |正序瀏覽

想開電動車，可是價錢又太貴了買不起？為什麼電動車的身價是如此昂貴？沒錯，就是它的靈魂「電池」。想要電動車的價錢更親民，就必要把現有的電池來個大改革！

為什麼要改裝電動車的電池？

電池是電動車的心臟。它的高成本，高受限制和複雜的保護結構造就了電動車在市場上如此昂貴的原因，但這一點將會在未來慢慢轉變。
其實電動車的電池是有很多改善的空間，因為它有多樣變化的形狀設計和有更能承重的能力，使它比一般汽油車的油箱設計更有彈性。如果電池內的化學物質能研發成更安全，那麼電池本身就能和車身的結構材料整合了。現在 Tesla, Volvo 和其他公司的硏究人員正朝這方面的設計作研究和改良，例如計劃將電池整合在車門, 車身面板和其他部位。如果這樣的設計成功了，不但電動車的車身重量將會減輕，車內空間將會更擴闊，而且價錢亦會更便宜和平民化！

這樣的構思對今天的電動車電池是一大挑戰，因為現今的電池包含了一種易燃化學物－易燃電解質（flammable electrolytes)，這種易燃物質是不適合用於電動車身的結構材料上的。
但現在研究者們正開發一種更安全和更適合廣大用途的化學物以取代易燃電解質。除了做這項電池車身整合的研發，他們亦要考慮其他的因素，如怎樣在車身面板被撞凹了的情況下，電動車電池仍能保持正常運作？這樣的車身成本價錢又是多少呢？

Tesla 、 Volvo 近期電動車電池的研發計畫

Tesla 的 Model S 電池設計就是一個好例子。它的電池金屬保護外殼不但能保護電動車的電池，還能令到車架更堅硬穩固，和減少電動車的整體金屬量（參考 How Tesla Is Driving Electric Car Innovation）。
另一個例子就是 Volvo 在這個月展示的鋰離子電池，它們的電池芯是由一組能互相合融合翻捲的薄膜材料組成。
這些薄膜材料是由 Volvo 和瑞典呂勒奧科技大學合作用碳纖維複合材料研發而成的。他們將製成品用來代替在 Volvo S80 車身的塑膠部件和它裏面的傳統小型電池。
美國能源部的高級能源研究計劃部門（Advanced Research Projects Agency for Energy - 簡稱 ARPA-E）共花了 $37,000,000 在電池和車身整合的計劃裏－ RANGE （全面性 Robust，能負擔 Affordable，新世代儲能系統 Next-Generation Energy Storage Systems）。
而在其中兩個的 ARPA-E 計劃裏，研究人員正尋找一種方法將電動車電池設計成可吸收車子碰撞時釋放的能量。
近期很多的研究都是環繞着傳統的電池芯,，而電池芯亦是儲存電池能源的所在。如前面提到，如果電池芯能做到更安全，那麼電動車的設計將會更有彈性。因為電池再也不需要關在保護外殼裏面，而且也不需要擔心電池過熱爆炸。
Ping Liu, ARPA-E Project 的管理人員說：

當你把焦點從「保護電池芯」這方面移開，那麼你的電動車設計將會有更多的發揮空間和變得更有創意。你不會再局限在電動車的傳統架構裏。

電動車電池的未來

現在的研究人員正嘗試開發某種不含易燃電解質的新化學物，如不易燃的聚合物，水性材料，陶瓷材料等（參考 Solid-State Batteries）來取代易燃電極。
如果這樣的實驗能成功地令電池變得更安全，那麼在未來你將會見到用電池製造的電動車門板或車身。
Volvo 已有一個類似的實驗版本。他們用合成材料裡的碳纖維來儲存和傳導電能。
他們把這裝置製成車尾箱蓋的形狀，嘗試代替傳統的車尾箱蓋。可是這種電能車尾箱蓋只能夠點亮一連串的車燈，並不能完全取代電動車或油電混合車的電池啊。
在倫敦的 Imperial College 亦研發了一種由硬性材料和離子液體混合成的超級電容器去取代在油電混合車裏怠速熄火系統的電池。
可是，這種超級電容器還是未能提供足夠的電能給有着較大電池的電動車和混合車們行駛。

電能車尾箱 (Power Trunk): 研究人員正嘗試安裝由碳纖維製造，能保存電能的車尾箱蓋。
要等到這種新世代電池芯在電動車市場面世可能還需要一段的時間。要研發適用在電動車身上的電池就要解決以下的需求：
1. 電池本身的安全性能
2. 能儲存足夠的電能
3. 能和車身結構材料安全地整合