麻省理工主导的研究团队公布了新研发的锂氧电池,由于其能够提供像锂空气电池那样的电池性能,而且完全克服了锂空气电池的缺点,有望在电动汽车领域推广,解决续航里程以及电池安全问题。
相比传统的锂空气电池,新型电池在充放电过程中,无需氧元素的气态变化。其奥秘在于在电池内部创建一个极小的纳米级别微粒,成玻璃状的微粒可同时包含锂与氧,研究人员将其称作纳米锂氧。由于通常状态下,纳米锂氧非常不稳定,所以研究人员将它们放入了氧化钴的矩阵之中。氧化钴矩阵是一种类似海绵状的物质,每隔几纳米就有一个气孔。氧化钴矩阵一方面可以稳定住纳米锂氧,另一方面,还可以充当化学反应的催化剂。在这种形态下,氧化锂、过氧化锂以及超氧化锂的转换可以完全以固态形式发生。因此,可使电压损耗情况改善5倍以上,仅有8%的电能被转换成了热量。电池组发烫的情况得以解决,不再构成安全隐患,而且电池的能源效率得到了保障。
新型电池自身存在一种过度充电的保护机制,一旦过度充电情况发生,化学物质马上转变成另外一种形态,从而化学反应中止。在循环负荷试验中,其实验室版本完成了120遍充放电循环测试,整个过程仅有2%的能量损失,这意味着这种电池或将拥有超长寿命。
另外,由于其“固态氧”阴极比传统的锂离子电池阴极质量还要轻,在同样的阴极质量之下,新型电池可以多储备1倍的能量。
本田公司2016年年初推出了全新Clarity燃料电池车,定于2016年底在美国上市。该车发动机能高效环保,得益于本田汽车采用空间缩小了的燃料电池组传动系统。电池组内部装有新一代燃料电池膜,使燃料电池内部氢气与氧气之间相互反应更加快捷。该设计提高了电池组工作的高效性,同时也满足了本田燃料电池汽车对电池持久性与质量方面的要求。
为使汽车更加环保,德国汽车创业公司SonoMotors研发出配有太阳能电池板及青苔通风系统的汽车原型“Sion”。该车为自充电式6座汽车,前后各3座,均可单独放下,且后备箱空间充足;可从车顶及侧面的太阳能电池板中获得电能,单块电池可续航185 km。同时,它还可作为移动电源,插上插座即可充电。这款汽车利用冰岛苔藓进行通风。此类苔藓具有净化空气的功能,作为一种天然的空气过滤器,可以过滤汽车的粉尘颗粒。
马恒达在英国市场推出了“e2o”电动汽车,专为城市通勤设计,以车载互联技术为亮点,共提供2种车型配置。入门版本主打性价比,而高配版本车型安装有一个多媒体中控显示屏,并能提供倒车影像、远程信息处理、远程激活紧急充电、真皮座椅、铝合金轮毂和快速充电口。
e2o的核心竞争点是其搭载的一系列互联功能,可以使用户更加轻松愉悦地驾驶和使用。通过e2o的手机App,用户可以远程控制车上的各种关键功能,包括远程启动空调制热/制冷、远程控制充电、规划路线和寻找附近充电站。
远程充电规划器使用户可以在电费较便宜的非用电高峰时,远程控制汽车开始充电。远程激活紧急充电功能可以在汽车电量耗尽时激活紧急充电功能,使电池拥有继续行驶约13 km距离的电量。同时,车载传感器向马恒达后台发送官方称之为“心跳”的数据,激活远程车辆“健康”监控和用户警报。
美国西北大学的研究人员打造出了一种适用于电池和超级电容的绝佳新材料,有助于提升电动汽车的续航里程和充电速度。他们将该材料称作“共价有机框架”(COF),这是一种适合储存能量、有许多气孔的有机晶体结构。
对其补充了导电聚合物后,其成为一个“改性氧化还原COF”。研究人员声称,它同时有益于电池和超级电容,而这两者对于电动汽车都非常重要。他们的材料能够稳定经受万次充放电循环。其储能是非改性COF电能源的10倍,同时充电速度提升了10~15倍。
在电动汽车超级充电技术方面,特斯拉超级充电站能使电动汽车在40 min充电80%,75 min全部充满。相比其他电动车的功率输出而言,特斯拉的车辆可接收多达120 kW或2倍左右的电动车输出功率。然而,保时捷正在部署一个比特斯拉还要快约2倍的充电系统。
在2015年法兰克福车展亮相的保时捷Mission E的最大续航里程超过483 km,100 km加速为3.5 s,并且能在15 min的充电过程中使车的续航里程从0达到约402 km。
保时捷表示,800 V充电系统能够在15 min内让Mission E的充电状态达到80%。作为对比,特斯拉超级充电站能在40 min内将一辆续航500 km左右的特斯拉Model S充满至80%的电量。保时捷正在寻求与汽车厂商合作,希望能与他们建立快速充电网络,并将其快充技术用于其他汽车厂商。
沃尔沃宣布在汽车电池轻量化上取得突破。创新的轻质电池结构由一种新型纳米材料组成,它包括由碳纤维和聚合树脂组成的纳米结构,以及植入其间的超级电容器。沃尔沃表示,该电池材料成本更低,也更加环保。如果将目前的电动车电池全部更换成这种新型材料,可以减低车重超过15%。
除了质量上的优势,该电池结构还拥有良好的可塑性,并且强度高。因此,它甚至可被应用于车身面板及覆盖件的制造。通过叠加的方式,将其做成电池模块,并做成车身面板的样子,布置在车身框架之上。这种新型电池面板可以取代车门、后备厢盖、发动机罩及车顶等。
随着市场对全轮驱动和插电式混合动力汽车需求的逐步加大,吉凯恩集团的eAxle(电动轴驱动)技术对混合动力汽车提供了电动全轮驱动的解决方案。
该系统可提供高达2 000 N·m的转矩和70 kW的功率,足以使汽车在纯电动模式下最高速度达到125 km/h。此外,在全轮驱动(AWD)模式下,纯电动模式比传统机械系统的提速能力强很多。整套装置的质量只有20.2 kg且体积较小,便于在有限空间内安装。
eAxle直接将电动机的转矩传递到汽车轮胎上,提供更及时的动态响应和加速能力。目前,eAxle已经可以实现14 000 r/min的输入转速,且在接下来的几年中,输入转速有望达到甚至超过20 000 r/min,混合驱动模式时转速可能更高。
氢燃料是公认的清洁能源,但以水为原材料制造氢气存在辅助材料成本太高、反应能量要求太高及合成催化剂不能在现实条件稳定存在等缺点。
科学家最近发现了在酸性条件下依旧有效的催化剂,这种催化剂是一种薄膜晶体,由一层IrO2和一层Sr2IrO4组成,IrO2是一种可以在酸里生效的催化剂。因为薄膜晶体又平又薄,使研究员更容易比较催化反应的效果。
对于析氧反应的催化剂来说,一个很重要的评判标准是过电位,即推动反应开始所需要的电压。此前的记录是320 mV,而这种新催化剂把反应所需的过电位降到了270~290 mV。从而可以大大提高反应效率,并降低反应活化能,大幅降低大规模生产氢气所需的能耗。
研究人员还发现,随着反应的进行,这种催化剂的效果越来越好。他们正在进行进一步的研究,希望能够降低催化剂的生产成本,提高催化效果。
奥迪计划推出全新豪华级四门电动轿跑A9e-tron,将选择高功率输出及高转速的异步电动机作为动力总成。新车的动力系统将由3个电动机组成,并可产生320 kW的最大功率。在运动模式下,该电动机组的最大功率输出将达到370 kW,峰值扭矩为435 N·m。此外,新车可连续行驶约500 km,将应用全新奥迪A8采用的自动驾驶技术,并可设置4个驾驶级别。新车可在4.6 s内完成100 km加速,其最高车速将达211 km/h。
村田制作所开发出了用于纯电动汽车(EV)、混合动力车(HEV)及插电式混合动力车(PHEV)等的绝缘型DC-DC转换器模块“MYIS系列”,将于2016年12月开始量产。该产品适用于采用双电池系统的EV,HEV,PHEV。最大输出功率为3 W。输入电压范围为6~16 V。外形尺寸为16 mm×27 mm×8 mm,支持表面封装。符合车载电子部件质量标准“AEC-Q”。
电源电路拓扑为反激式(Flyback)。配备有反激式转换器控制IC、电压检测IC、功率MOSFET、绝缘变压器及输入输出电容器等。绝缘耐压(AC)为1 800 V。备有输出电压不同的4款产品,分别是输出电压为3.3 V的“MYISA3R308PSPQ”、输出电压为5.0 V的“MYISA005R6PSPQ”、输出电压为12 V的“MYISA012R3PSPQ”以及输出电压为15 V的“MYISA015R2PSPQ”,其最大输出电流分别为0.8,0.6,0.25,0.2A。输出电压的误差为±5%。开关频率为300kHz(标称值)。转换效率方面,3.3 V产品为70%(标称值),其他3款产品为74%(标称值)。工作温度范围在-40~105℃。样品价格为1000日元。
东芝宣布,在纯电动巴士的快速无线充电系统方面,开发出了可减少会妨碍其他无线通信的无用电磁波的技术。
东芝开发的快速无线充电系统使用85 kHz频段进行44 kW的电力传输。新技术将44 kW快速无线充电系统的供/受电板各分成了2个22 kW的系统。使2个系统逆向供电,放射的电磁波可以相互抵消,从而减少无用电磁波。分成2个系统时,如果电板之间发生干扰耦合,放射的电磁波的强度和相位就会发生错位,导致电磁波的抵消效果降低,为此,研发人员通过电磁场模拟器计算出了电板之间适合的相对角度,使无用耦合降为0。这样,使10 m远处的电磁波强度减小到了原来的1/10,在保持44 kW供电量的情况下,也符合作为高频波段利用设备的规定。
韩国蔚山科学技术院的研究团队开发出了二次电池的阴极材料,成功地把现有电池的容量提高了45%,这将帮助续航200 km的电动汽车提升近100 km的续航里程,未来电动汽车续航300 km以上或许将成为普遍现象。
该研究团队通过开发替代现有电池使用石墨电极的“石墨-硅复合材料”,从而成功增加了电池容量。新电极是在石墨分子之间注入20 nm大小的硅粒子制作而成的,新电池的充放电速度也比现有电池快30%以上。由于仅需要对新电池进行电级更换,因此新电池的批量生产也相对容易,也会侧面提升商业化量产产品的价格竞争力。
工信部于2016年9月22日发布《企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理暂行办法(征求意见稿)》公开征求意见。拟对乘用车企业平均燃料消耗量等建立积分形式奖惩机制,对积分为负的企业采取暂停部分车型公告等处罚。
文件提出,对公告内独立法人乘用车企业、单独注册进口经销商的平均燃料消耗量进行管理。平均燃料消耗量达标企业将产生油耗正积分,不达标将产生负积分。自2018年起,一定规模以上的乘用车企业需满足规定的新能源汽车年度积分比例要求。企业生产或进口新能源汽车的,将产生一定的新能源汽车积分,具体分值按照纯电动续航里程等技术指标确定。年度企业新能源汽车积分未达到比例要求的将产生负积分,负积分须通过购买正积分进行抵偿。此外,工信部将油耗负积分与新能源汽车正积分进行挂钩,油耗负积分可通过使用或购买新能源汽车正积分进行弥补。
据中汽协统计,目前国内品牌在中国新能源汽车市场占有量为96%,国外品牌仅占4%。中国新能源汽车正在重新定义汽车市场格局。
目前中国已经超越美国在全球的新能源汽车市场地位。中国2015年生产新能源汽车37.9万辆,同比增长近4倍。2009—2015年中国累计销售新能源汽车44.8万辆,在全球新能源汽车销量中占比超过30%。而2015年美国新能源汽车销售12.3万辆,累计销售40万辆左右。
TE Connectivity在中国推出新一代高压接触器产品EVC 250主接触器,其专为混合动力、纯电动和燃料电池车辆应用而设计,也适用于各种车辆的充电系统。
全新EVC 250主接触器拥有更大的接触间隙和优化的开关动力。具备高性能的灭弧磁体,结合其他措施,可有效地抑制开关电弧。该接触器可实现连续250 A的额定电流,能承载高达6 000 A的过电流20 ms而不影响任何关键性能。经过优化设计后的开关室,能在海拔高达5 000 m的低气压条件下完全切断电流。当电流大大超过电流限值时,可以在不损坏外壳的情况下释放多余压力,大大降低元件爆炸性损坏的可能性。
EVC250标准版中用以吸合和保持的线圈是分开的,内部放置自动开关;另一版本则是以单线圈实现脉宽调制(PWM)。此外,EVC 250满足IEC 60664规定的绝缘要求。
日产公司推出e-BioFuel-Cell生物燃料电池概念车,该固态氧化物燃料电池车可以利用纯生物乙醇发电,不会产生任何污染。
这款车是基于e-NV200 MPV改造的,使用24 kW·h的电池,600 km的续航里程可与现款燃油汽车相媲美。它还可以利用乙醇混合溶液运行。日产称,生物乙醇是可持续能源,主要提取自甘蔗和玉米,这些作物在美国和南美洲被大量种植。使用这种溶液相比于其他燃料更加安全方便,还可以利用现有加油站的设备储存和管理,不需要新建基础设施,因此具有很大的市场潜力。
由锡柴与一汽技术中心联合自主研发成功的天然气发动机多点喷射燃气系统,已顺利完成多轮功能和机械耐久等试验,并成功搭载在锡柴天然气发动机上。天然气发动机多点喷射技术采用了气轨燃气喷嘴技术路线,各缸在气轨上均布有燃气喷嘴并将其导管伸入各缸进气门附近,实现多点可控喷射,这不仅有效提升了天然气发动机的瞬时响应性,也同时消除了天然气机在使用国外单点喷射系统时所产生的回火放炮现象。相比国外天然气燃气系统,该系统具有空燃比控制更精确、整车加减速性更优良、低速动力性更好及燃气消耗率更低等优势。同时,系统零部件数量较国外系统要少,在降低用户维护成本的同时,更提升了锡柴天然气发动机对整车的配套适应性,较单点喷射系统有明显优势。
哈尔滨工业大学教师王博在电化学混合储能领域的研究取得新进展,他提出了一种构建多级结构“双连续活性通道”(离子与电子)混合储能材料的策略。
目前广泛使用的锂离子电池、铅酸电池及电容器等化学电源,其电极的活性物质普遍采用单一的电化学储能材料。这些电源的性能受限于电极中单一活性物质的性能,造成储能容量有限。王博根据不同活性物质的储能特性,成功设计了一系列混合储能材料,实现了不同活性物质的原位复合和储能过程中的高效协同,并通过理论研究进一步揭示了电化学混合储能的机理,为电化学混合储能领域的发展提供了重要的理论依据和研究方法。依照该策略合成出的磷酸铁锂/碳纳米管及石墨烯多级结构混合储能材料具备优异的电化学性能,快速充电200 s充电率达90%,有望实现以其为正极材料的电动汽车的快速充电。
大众于2016年1月在洛杉矶举办的CES国际消费电子展推出了一款概念车BUDD-e,这是基于电动车模块化平台(MEB)打造出的一款配备了先进电子技术的电动面包车。
该面包车长宽高分别为4 597,1 940,1 835 mm,轴距长3 151 mm,被视为一个可移动的电子实验室,能够感应四周环境,允许驾驶员通过手势取代开关操控汽车。BUDD-e的锂电子电池组平铺在地板上,单次充电后续航里程可达375 km,并且在30 min内就可充满80%的电。该车前后轴装有电机,可实现四轮驱动。