600公里续航的盐水超跑,是真美还是PS?

2014-09-15 15:50:14来源: 第一电动

    最近一段时间,一辆盐水汽车超过特斯拉的新闻到处流传。大致内容是NanoFlowcell AG公司曾在今年的日内瓦车展上公布了一款搭载盐水电力驱动系统的超级跑车Quant e-Sportlimousine,现在,这款车已经正式在欧盟获准上路测试。

    Quant e-Sportlimousine的驱动能源全部来自“盐水”,但速度表现丝毫也不比燃油超跑逊色。其所搭载的四部电动机可提供高达960匹马力的动力,这款跑车的0-100公里加速仅需2.8秒。

    然后,新闻对这辆车的电池系统做了高大上的描述,说这套盐水电力驱动系统的技术工作原理和氢燃料电池类似,不同之处在于其利用的是“盐水”来产生电能。该液流电池被薄膜分隔为两个部分,当盐水从一个部分渗透到另一个部分的过程中会产生电荷。电荷会被超级电容收集并为汽车提供动力。

    Quant e-Sportlimousine跑车内部可承载4人,并且有两个200升的水箱,储满盐水之后可维持600公里的续航

   这个来自于英国《每日邮报》的新闻看起来很高大上,国内媒体纷纷装载,赞叹技术先进,前途无量。但是也有认真的,某国内权威媒体去查了一下这个公司,发现居然是一个自称天才的歌手搞的。

    这个车和著名的超跑厂商柯尼塞格还有些关系,只是2009年概念车,给换上了四个电机,用了高大上“盐水”电池。如今NanoFlowcell AG已经和博世合作,还拿到了TüV(德国技术监督协会,不是欧盟!)批准Quant e-Sportlimousine上路实测,这就意味着这个车型可在德国和欧洲的公路上行驶了。

    一切听上去很美,但是这个东西靠谱吗?是一次前所未有的突破还是个大忽悠?

高大上的液流电池系统

    NanoFlowcell AG的电池系统有一个示意图和复杂的描述。

液流电池原理图

    看起来很高大上,但其实这个东西远不是什么新东西,我们来看一个类似的图。

600公里续航的盐水超跑,是真美还是PS?

钒电池原理图

    这两个图是不是很像?没错,NanoFlowcell AG这个高大上的电池系统原理上和业界用了很多年的钒电池完全相同。

    目前,我们用的绝大部分电池都来自于一个古老的模型——公元1800年的原电池。最近300年来,人们不断寻找正极和负极材料,提升能量密度,无论是干电池、镍镉电池还是流行的锂电池,都是材料的升级。原理和300多年前的电池基本类似。

    但是这种电池对活性物质的利用率很低,能够产生电能的物质被包裹在必须的非活性物质之中。这些非活性物质往往价格不菲,而且降低了活性物质的利用率。现在的电池中,50%的活性物质能被利用,效率就算不低了。

    这让今天的电池容量无法继续做大,人们这些年来努力探索正极和负极的材料。而新出现的高能材料至少一半的能量被浪费掉了。

    另外,传统电池单体是无法做很大的,而把电池单体连起来做成系统,还要浪费一大部分能量,这让本来就不高的效率雪上加霜。

    因为传统电池的这些弱点,人们发明了液流电池,从图中可以看出,液流电池可以视为一个独立的大电池,正负极电解液分别存放,集中反应产生电能。这样无需昂贵的附加材料,不用多个电池组成系统,可以大大提升效率。这就是NanoFlowcell AG用复杂文字所描述的电池系统。

    既然这个系统这么好,效率这么高,为什么大家在汽车上还用锂电池呢?而钒电池只是在一些储能系统中被采用呢?

    因为液流电池不仅仅有优点,它的缺点也很多。

    目前液流电池还是钒电池为主。液流电池因为用电解液,浓度有限制,虽然理论上效率比传统电池要高,但是电解液浓度低、能量密度和功率密度相对于锂电池并没有优势,价格也不算便宜。电解液本身能量密度就低,再加上罐子、泵等附加装置,液流电池整个系统综合算下来效能就更差。

    因为效率差,要做大容量,液流电池的重量,体积就很大。用在储能电站没有问题,用在汽车上功率也好,能量也好,远远不如锂电池。而且钒电池对温度还有要求,不能过热,中间所产生的代谢物有剧毒,一旦泄露后果严重。长期使用的话,维护也比较麻烦。

    因为这些问题,目前钒电池主要被用在储能电站、风力发电附属装置这类地方,汽车领域少见。

    所以液流电池听上去很美,但是目前真能用领域并不太多。

NanoFlowcell AG公司的秘籍

    从NanoFlowcell AG公司对超级跑车Quant e-Sportlimousine的描述看,两个200升的水箱,储满盐水之后可维持600公里的续航。而液流电池一般的能量密度是40WH/L,400升只能产生16度电,不用说600公里续航,100公里能跑下来都不容易(高速电动车100公里综合路况大约在20度左右)。

    所以,如果NanoFlowcell AG不是大忽悠的话,就是它发明了一种储存密度超高的液流电池,能量密度超过目前主流液流电池几倍。而且他还把这个发明实用化了,能够做到汽车上面。

    但问题是,液流电池目前最前沿的技术是麻省理工的华裔台湾科学家蒋业明(也是著名的A123磷酸铁锂电池公司的创始人之一)刚刚研制出来的半固态锂液流电池,理论能量可以达到300-500WH/L,但是这个电池还在研制中,可以商用的成品还没做出来,更不用说大规模应用了、甚至装到汽车里面。

   而NanoFlowcell AG公司声明的这个东西,把能量体积密度直接做到了300WH/L(估计数值),不仅仅是研发出来了,还能做成产品,甚至能装在概念车里面在路上跑。

    对此,只有两种可能性,或者NanoFlowcell AG公司公布的数据不真实,是在吹牛忽悠。

    或者NanoFlowcell AG公司对液流电池的研发进度超过了麻省理工的蒋业明,不但做出来了业界顶尖的液流电池,还做到了实用化,并且能装车。

    老实说,NanoFlowcell AG公司真的做到这种水平的话,首先关注的不应该是汽车行业,而是军事用途。这玩意要是装到柴电潜艇里面,战斗力和水下巡航都会大增。

    所以对NanoFlowcell AG公司的“盐水”电动车,我们还有待更多的资料和测试结果来进一步确认其真实性。

液流电池电动车的优势

    对传统电池电动车来说,有充电和换电两种模式。

    换电模式因为安全、电池归属权、换电地点等问题始终难以推广开。而充电模式耗费时间过长,远没有加油方便,用户长时间等待并不现实,这也是纯电动车一直难以推广的原因。

    而液流电池可以直接更换电解液,类似加油的过程就可以解决充电问题。只要把现有的加油站稍加改造就可以利用。从燃油车到电动车的过渡成本大大可以降低,有利于普及。

    此外,纯电动车可以四轮直接电驱动,省去了差速器、传动轴、变速箱等一大套动力传动系统,结构简单、成本低、效率高。从NanoFlowcell AG公司设计的超级跑车Quant e-Sportlimousine就是如此。四个轮子直接软件分配转速扭力,等于四轮独立扭矩控制,相当于把讴歌和奥迪的看家技术都用上,可以大幅提升操控。

    同时,液流电池因为没有固定形状,(罐子是什么形状都可以)易于做整车的重心布局,可以让车最大的重量位于汽车的中轴线,重心居中,这对汽车的操控很有好处。用在超跑上更是如鱼得水。

    不过,这一切都要建立在液流电池靠谱的基础之上。云山雾罩的NanoFlowcell AG看上去很美,但是各项数据还有待进一步确认。

    其实,我们可以更期待一下麻省理工的蒋业明。现在他们已经获得了1600万美元投资在做半固态锂液流电池的实用化。

    按照蒋业明的蓝图,高性能、低价格(液流电池所需的辅料比传统电池要便宜,接近200美元一度,而目前最便宜的磷酸铁锂也要300到400美元一度),可以通过更换电解液快速充电的半固态锂液流电池只要成熟起来,就可以替代现在的各种锂电池。而现有的加油站,可以低成本的升级成更换电解液的快速充电站,充分利用现有的加油站设施完成燃油车到电动车的过渡。

    如果液流电池技术成熟,进入大规模量产,加油站改造成更换电解液的快速充电站,那么困扰电动车多年的“里程焦虑”将彻底解决。我们可以选择在家充电,也可以像加油一样去更换电解液快速充电,我们还有什么理由拒绝电动车呢?

    NanoFlowcell AG公司未必靠谱,“盐水”汽车可能只是一个噱头。但是我们坚信,随着液流电池技术的发展和普及,液流电池电动车的未来会很美好。

关键字:公里  续航  还是

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2014/0915/article_9681.html
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