
電池包對于電動汽車的安全運行至關(guān)重要。
奧地利的研究人員設(shè)計了一種結(jié)合木材和鋼材的新型電動汽車電池包,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)車輛安全研究所的FlorianFeist博士領(lǐng)導(dǎo)的專家團隊,在Bio!Lib項目框架下研發(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)過程中消耗的能源要多得多。
據(jù)報道,該項目既源于生態(tài)考量,也旨在提升碰撞性能。電池包對于電動汽車的安全運行至關(guān)重要,它能在碰撞中保護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
在該研究中,團隊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,并補充道,木材的結(jié)構(gòu)由受壓時會塌陷的微小細(xì)胞組成。
因此,在碰撞發(fā)生時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)部則通過肋狀橫梁加固。該團隊對電池包在模擬碰撞測試中的出色表現(xiàn)感到驚訝。
在關(guān)鍵性的柱碰測試(車輛高速撞擊鋼柱)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,為了增強防火和耐熱性,研究人員采用了可再生原材料——軟木(cork)作為絕緣防火層。“當(dāng)軟木暴露在非常高的溫度下時,它會碳化,”Feist表示。
“碳化會導(dǎo)致其原本就相對較低的熱導(dǎo)率急劇下降,從而保護其后面的結(jié)構(gòu),”這位科學(xué)家強調(diào)說,這也適用于車輛內(nèi)部。
卓越的防火性能
當(dāng)團隊進行所謂的“煙火測試”(模擬電池火災(zāi))時,他們得到了一個真正的驚喜。采用軟木絕緣的電池包承受了超過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)。
測試完成后,該團隊與本校的韋格納氣候與全球變化中心(WegenerCenterforClimateandGlobalChange)合作,評估了其金屬-木材混合設(shè)計的可持續(xù)性。
他們的分析發(fā)現(xiàn),在幾乎所有類別中(包括能源使用、水資源消耗和污染),Bio!Lib電池包對環(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)于鋁制的市場標(biāo)準(zhǔn);只有在‘土地使用’這一影響類別中情況相反,”Feist在新聞稿中總結(jié)道。
該團隊目前的目標(biāo)是提高軟木的可再利用性和部件的可回收性,同時研究能否使用低價值木材(如間伐材或二次利用材料)來制造這種電池包。
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