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听起来像个谎言的黑科技,能提高续航里程8 [复制链接]

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最近,弗劳恩霍夫化学技术研究所(FraunhoferInstitute)公布了其最新的研究成果,能帮助纯电汽车减轻三电系统的重量,能显著提高电力转换效率,还能降低生产成本,真的是妥妥的黑科技。

重量、风阻、电机效率是纯电车能耗效率的三大决定因素,为了减低能耗延长续航距离,把以往许多只会出现在超级跑车上的空气动力学设计手法都用上了,例如伸缩式门把手、底盘密封、封闭中网或无中网、低风阻轮圈,纯电车普遍整车风阻系数能低至0.3以下,国内品牌在这方面也做得同样优秀。

虽然电动汽车已经拥有了人类创造的最节能高效的动力系统,能效高达90%,但是另外一个对续航有负面影响的参数一直难以优化,那就是纯电车的重量特别大。纯电车轻量化是近几年一直无法逾越的难题,主要是因为三电系统比燃油发动机重得多,越是追求长续航就越需要更多的电池组,自然电池包重量也随之变大。

电机的能量转换效率已经高达90%,奇怪的是,居然在最不可能的地方找到了突破。最近在德国的弗劳恩霍夫化学技术研究所和卡尔斯鲁厄理工学院提出了新的建议,他们设想如果电机的外壳使用塑料代替金属就能减轻重量,还能减少热量能耗。

该研究所研究员RobertMaertens说:“电动机由旋转转子和静态定子组成,定子包含电流流过的绕组铜线,这是大部分电流损失发生的地方,电机通过热量发生的损耗是10%,这就是电动汽车如此高效的原因,90%的电能变为运动。而最好的内燃机只能将燃料中所含化学能的40%转化为运动。一般电机为了不过热,都需要有金属壳体散热,有得甚至还需要在电机壳体中安装水管散热。”

他设想新型电机的定子周围使用矩形铜线线,而不是现在使用的圆形铜线。在这种优化设计中,热量损失可以通过定子内部的冷却通道消散,无需将热量通过金属外壳传输到外部空气,所以能直接把壳体更换为十分轻量的塑料壳体。他还指出了其他优势,如因为较低的热惯性,电机可以更快地冷却,能拦蓄保持高动力输出,也不容易过热。

这种更高的冷却效率使研究人员能够用塑料制造电机外壳,更具体来讲,就是用纤维增强热固性塑料,这种聚合物外壳重量轻,比铝外壳更容易生产。它们也适用于复杂的几何形状,无需后处理,因此会在整体重量和制造成本上实现一些优化。根据研究人员的说法,生产一个电机外壳的原型只需要四分钟即可完成,大规模生产时成本优势明显。

新型塑料电机在冷却过程中,它可以防止10%的电流损耗中的的80%,仅这一点就可以将电动机的效率提高到98%,但研究人员认为,通过优化冷却剂的流量,他们可以使剩余的20%或总损失的2%降低。如果这些塑料电机与金属外壳一样可靠,我们很快就能获得更轻、更便宜和更高效的纯电汽车。只需要等待固态电池的技术成熟后,就可以实现电动汽车续航里程的巨大飞跃。

-End-

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