電池包對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的安全運(yùn)行至關(guān)重要。
奧地利的研究人員設(shè)計(jì)了一種結(jié)合木材和鋼材的新型電動(dòng)汽車(chē)電池包,為特斯拉目前使用的鋁制電池包提供了一種更安全、更可持續(xù)的替代方案。
由格拉茨工業(yè)大學(xué)(TUGraz)車(chē)輛安全研究所的FlorianFeist博士領(lǐng)導(dǎo)的專(zhuān)家團(tuán)隊(duì),在Bio!Lib項(xiàng)目框架下研發(fā)了這種混合電池包。
這種新結(jié)構(gòu)由填充木材的薄鋼板制成,可顯著降低電池生產(chǎn)的環(huán)境足跡。傳統(tǒng)的分腔式鋁制電池包在生產(chǎn)過(guò)程中消耗的能源要多得多。
據(jù)報(bào)道,該項(xiàng)目既源于生態(tài)考量,也旨在提升碰撞性能。電池包對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的安全運(yùn)行至關(guān)重要,它能在碰撞中保護(hù)電池單體免受變形或火災(zāi)的影響。
媲美特斯拉ModelS電池包的樣機(jī)
在該研究中,團(tuán)隊(duì)用填充木材的薄鋼板外殼取代了鋁材?!颁摪迨窃谀举|(zhì)芯材存在的情況下直接焊接的,”Feist說(shuō),并補(bǔ)充道,木材的結(jié)構(gòu)由受壓時(shí)會(huì)塌陷的微小細(xì)胞組成。
因此,在碰撞發(fā)生時(shí)它們能吸收大量能量。此外,底板和蓋板也由相同的鋼-木復(fù)合材料制成,而電池內(nèi)部則通過(guò)肋狀橫梁加固。該團(tuán)隊(duì)對(duì)電池包在模擬碰撞測(cè)試中的出色表現(xiàn)感到驚訝。
在關(guān)鍵性的柱碰測(cè)試(車(chē)輛高速撞擊鋼柱)中,Bio!Lib電池包的侵入值與特斯拉ModelS的鋁制電池包幾乎完全相同。
同時(shí),為了增強(qiáng)防火和耐熱性,研究人員采用了可再生原材料——軟木(cork)作為絕緣防火層?!爱?dāng)軟木暴露在非常高的溫度下時(shí),它會(huì)碳化,”Feist表示。
“碳化會(huì)導(dǎo)致其原本就相對(duì)較低的熱導(dǎo)率急劇下降,從而保護(hù)其后面的結(jié)構(gòu),”這位科學(xué)家強(qiáng)調(diào)說(shuō),這也適用于車(chē)輛內(nèi)部。
卓越的防火性能
當(dāng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行所謂的“煙火測(cè)試”(模擬電池火災(zāi))時(shí),他們得到了一個(gè)真正的驚喜。采用軟木絕緣的電池包承受了超過(guò)2372華氏度(1300攝氏度)的電池火災(zāi)條件。
在相同的模擬中,Bio!Lib電池包保持了結(jié)構(gòu)完整性,并且其背火面的溫度比特斯拉的鋁制電池包低約212華氏度(100攝氏度)。
測(cè)試完成后,該團(tuán)隊(duì)與本校的韋格納氣候與全球變化中心(WegenerCenterforClimateandGlobalChange)合作,評(píng)估了其金屬-木材混合設(shè)計(jì)的可持續(xù)性。
他們的分析發(fā)現(xiàn),在幾乎所有類(lèi)別中(包括能源使用、水資源消耗和污染),Bio!Lib電池包對(duì)環(huán)境的影響都低于鋁制版本。
“在所有領(lǐng)域,Bio!Lib電池包都優(yōu)于鋁制的市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn);只有在‘土地使用’這一影響類(lèi)別中情況相反,”Feist在新聞稿中總結(jié)道。
該團(tuán)隊(duì)目前的目標(biāo)是提高軟木的可再利用性和部件的可回收性,同時(shí)研究能否使用低價(jià)值木材(如間伐材或二次利用材料)來(lái)制造這種電池包。
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