kakcc 2012-3-5 11:12
Johnson Controls於日內瓦車展發表新鋰離子電池技術
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Johnson Controls的棱柱形鋰離子電池模組可以降低鋰電池的重量與體積,並有助於成本的降低。
電腦硬碟的容量進步速度有多快?答案是超乎常人想像!25年前的主流硬碟還停留在20MB的階段,相信許多六年級前段班的讀者應該記憶猶新,要使用倚天中文輸入法,必須先讀取3張5又1/4吋光碟片後才能使用,為了加快速度,最好具備上下兩台軟碟機以方便操作!然而目前主流硬碟容量是多少?答案是2TB,相當於2000000MB!換句話說硬碟容量在25年間進化速度是「十萬倍」!然而25年來充電電池容量進化幅度是多少?答案是不到二十倍!為何今日電動車不能普及?關鍵問題不在馬達、電力管力系統,也不是政策或發電技術的障礙,最大癥結在於「充電電池」!
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傳統的鋰電池模組採用數百顆小型鋰電池串聯與並連而成,體積龐大、重量高,但是安全性較佳。
一輛中型電動車的重量可能達到1.4公噸,但其中400kg以上都是充電電池模組的重量!而且當電力耗盡時,車身重量是不會改變的!儘管電池模組是如此笨重,但續航力依然未能突破300km以上,比起傳統內燃機引擎車輛的「60公升汽油可以跑600km」的續航力,兩者的差距實在是太大了!
除了電容量問題難以突破之外,目前電動車使用的鋰電池模組依然採用「筆記型電腦小電池串聯+併聯」設計,此乃針對安全考量,降低鋰鐵電極反應過快,產生氣體爆炸的疑慮。然而因此設計使然,電池模組內充滿間隙,而且小電池組的金屬殼亦是造成高重量的關鍵因素之一。
Johnson Controls的技術不在於電極材料的進化,或是快速充放電與電容量的提升,而是在於鋰電池結構上的突破,採用特殊的「棱柱形鋰離子電池模組」,取代昔日的筆記型電腦使用的小型鋰電池,並整合串並連線路、電子監控、冷卻系統與必要的機械結構,達到體積小、輕量化與模組化等目的,應用在電動汽車或Hybrid動力上,除了減輕重量之外,拜體積小的優勢,於結構設計上將更為靈活,如縮減車身尺碼、增進座艙或行李廂空間等。
此科技除了有助於電動車設計外,並提供未來電池研發的基礎,如電容量的擴增與規格的統一,對於電池模組成本的降低也有很大幫助。不過此設計必須先克服許多問題,如散熱、密閉、耐久、撞擊、傾倒、恆溫、可回收等,確保安全無虞,並符合綠能標準。
Johnson Controls預計在德國漢諾威設置全自動化生產基地,並與歐洲FORD集團有密切合作關係,預計在2014年開始量產,然而此設計會不會成為鋰電池的未來標準模式?目前仍言之過早,但是對於「擺脫鋰電池笨重形象」無疑又向前邁進一步!
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體積更小的鋰電池模組有助於電動車結構設計,並且能降低成本、提升續航力。