聽起來像個謊言的黑科技,能提高續航里程8%

2019-07-15     純電車EV

最近,弗勞恩霍夫化學技術研究所(Fraunhofer Institute)公布了其最新的研究成果,能幫助純電汽車減輕三電系統的重量,能顯著提高電力轉換效率,還能降低生產成本,真的是妥妥的黑科技。

重量、風阻、電機效率是純電車能耗效率的三大決定因素,為了減低能耗延長續航距離,把以往許多只會出現在超級跑車上的空氣動力學設計手法都用上了,例如伸縮式門把手、底盤密封、封閉中網或無中網、低風阻輪圈,純電車普遍整車風阻係數能低至0.3以下,國內品牌在這方面也做得同樣優秀。

雖然電動汽車已經擁有了人類

創造的最節能高效的動力系統,能效高達90%,但是另外一個對續航有負面影響的參數一直難以優化,那就是純電車的重量特別大。純電車輕量化是近幾年一直無法逾越的難題,主要是因為三電系統比燃油發動機重得多,越是追求長續航就越需要更多的電池組,自然電池包重量也隨之變大。

電機的能量轉換效率已經高達90%,奇怪的是,居然在最不可能的地方找到了突破。最近在德國的弗勞恩霍夫化學技術研究所和卡爾斯魯厄理工學院提出了新的建議,他們設想如果電機的外殼使用塑料代替金屬就能減輕重量,還能減少熱量能耗。

該研究所研究員Robert Maertens說:「電動機由旋轉轉子和靜態定子組成,定子包含電流流過的繞組銅線,這是大部分電流損失發生的地方,電機通過熱量發生的損耗是10%,這就是電動汽車如此高效的原因,90%的電能變為運動。而最好的內燃機只能將燃料中所含化學能的40%轉化為運動。一般電機為了不過熱,都需要有金屬殼體散熱,有得甚至還需要在電機殼體中安裝水管散熱。」

他設想新型電機的定子周圍使用矩形銅線線,而不是現在使用的圓形銅線。在這種優化設計中,熱量損失可以通過定子內部的冷卻通道消散,無需將熱量通過金屬外殼傳輸到外部空氣,所以能直接把殼體更換為十分輕量的塑料殼體。他還指出了其他優勢,如因為較低的熱慣性,電機可以更快地冷卻,能攔蓄保持高動力輸出,也不容易過熱。

這種更高的冷卻效率使研究人員能夠用塑料製造電機外殼,更具體來講,就是用纖維增強熱固性塑料,這種聚合物外殼重量輕,比鋁外殼更容易生產。它們也適用於複雜的幾何形狀,無需後處理,因此會在整體重量和製造成本上實現一些優化。根據研究人員的說法,生產一個電機外殼的原型只需要四分鐘即可完成,大規模生產時成本優勢明顯。

新型塑料電機在冷卻過程中,它可以防止10%的電流損耗中的的80%,僅這一點就可以將電動機的效率提高到98%,但研究人員認為,通過優化冷卻劑的流量,他們可以使剩餘的20%或總損失的2%降低。如果這些塑料電機與金屬外殼一樣可靠,我們很快就能獲得更輕、更便宜和更高效的純電汽車。只需要等待固態電池的技術成熟後,就可以實現電動汽車續航里程的巨大飛躍。

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文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-mo/2AuaXmwBUcHTFCnfwwfm.html