大眾汽車“超級電池”解析 提升一倍電動車續航力
時間:2016-03-18 09:05來源:蓋世汽車網 作者:西顧
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新能源汽車是當前車企發展的重點，大眾汽車在該領域原先并不占優，近年才推出真正量產銷售的高爾夫電動車。為了提升在電動車領域的實力，大眾汽車正在開發“超級電池”（Super-battery），可大幅提升電動車續航里程，當下接近在新電池技術上取得突破。
大眾汽車CEO馬丁·文德恩（Martin Winterkorn）日前在接受德國媒體采訪時表示：“大眾正在加利福尼亞州硅谷研發一款超級電池，新電池價格更低，體積更小，動力更強勁。一款電動版大眾品牌車型（在搭載超級電池后）純電動續航里程有望達到300公里（186英里）。這將是電動車（性能）質的飛躍。”
作為對比，美國環保署EPA規定e-高爾夫純電動車平均續航里程應達到83英里（約合133公里）。這意味著倘若大眾“超級電池”性能如期，電動車續航里程將達到EPA對高爾夫電動車要求的2.26倍。雖然300公里續航里程仍然不能和特斯拉Model S的265英里相比，但大眾將推出的是更具備價格可承受性的電動車，例如下一代e-Golf。因而在推廣普及電動車方面比Model S意義更大。
在過去的18個月里，大眾汽車集團投放了三款電動車，包括e-Up、e-Golf（高爾夫）純電動車和Golf GTE。但大眾仍然對開發純電動車抱持慎重態度。
由于電池在能量密度上遠不能同內燃機相比，因此續航里程長期以來是電動車最大軟肋之一。許多國家出臺的新規定中，只有電動車單次充電續航里程達到一定水平，方能享受補貼優惠政策。
今年第二季度，大眾曾表示將于2015年7月份之前公布其純電動汽車的電池選擇方案，正在研發下一代鋰離子電池單元技術，能量密度可達到當前電池的5倍之多。
輪廓初顯
那么，大眾將采用何種技術大幅提升電池能量密度？并且顯著改善電動車續航里程？目前焦點主要聚集在現有鋰離子電池升級版解決方案，以及較新穎的固態電池技術兩個方向。
有觀點猜測大眾未來將轉向固態電池（尚未確認是否固態鋰電池）。2014年第三季度，大眾曾經表示看好固態電池前景，并入股研發固態電池的創業公司QuantumScape，股比5%。
大眾所看好的固態鋰電池究竟是什么？在電池的結構中，一般來說，電極為金屬導體，電解質為某種液體。而固態電池顧名思義，使用的則是固體或凝膠態電解質。固態電解質大致分為無機物類及高分子類。其中，無機電解質具有離子電導率高、使用壽命長的特點；高分子電解質具有生產效率高的特點。
與傳統鋰離子電池相比，固態電池擁有多方面的優勢。
首先是能量密度和儲能特性。在理想狀態下，固態鋰的擴散速度（離子傳導率）超過液體電解液，理論上可實現更高的輸出。由于不必封入液體，可以簡化電池外裝，既實現了小型化，又簡化了生產工藝。根據部分企業的宣傳，業已制造出能量密度達每公升1.1千瓦時的電池，這一能量密度要比鋰離子電池的高大約50%。未來固態電池甚至有望比當前電池能量密度提高數倍。
其次是安全性能。從鋰離子充電電池內部構造而言，如果只有鋰離子移動，而其它離子不移動，則是最理想的狀態。無機電解質就能夠做到只使鋰離子移動。這樣可防止陰離子移動導致的次生反應，有助于提高安全性及耐久性。傳統采用有機電解液的鋰離子充電電池，過度充電、內部短路等異常情況發生時可能導致電解液發熱，有自燃或爆炸的危險。全固態電池的固體電解質和液體電解液相比不易燃燒，阻燃能力強，避免可燃液體泄漏的風險，其安全性可大幅提高。
另外，在生產制造方面，如前所述電池外裝得以簡化，從而能以卷對卷方式制造大面積的電池單元。此外，還可將多個電極層疊，并在電池單元內串聯，制造出12V或24V的大電壓電池單元。
但固態電池目前也有其瓶頸，例如在工藝復雜程度等方面。另外，固態電池高倍率放電性能差，低溫特性不好。
前景看好
大眾汽車CEO馬丁·文德恩去年11月曾表示：“我認為固態電池技術應用潛力巨大，應用該技術很有可能將電動車續航里程提升至700公里。”
除了性能，電池造價也將是突破的重點。當下電動車售價不菲，很大原因是由于電池組成本居高。
大眾汽車集團負責研發的董事會成員諾薩（Heinz-Jakob Neusser）向媒體透露，公司未來所有的電氣化車輛可能轉向單一的鋰離子電池單元設計。雖然電池車型號規格各異，但統一的電池單元可以采用不同的封裝數量與方式，滿足各類需求。集團的目標是通過簡化電池單元設計降低電池成本66%。
諾薩在圓桌會議上稱：“我們清晰地認識到集團需要通用化電池單元，這意味著集團內的每款產品、每個品牌都采用相同的電池單元，否則我們無法在開發過程中實現協同效應。”但諾薩沒有給出具體的路線切換時間節點。
一位發言人表示，單一的電池設計可以充分利用大眾位于德國Braunschweig的電池模塊組裝廠產能，甚至可以由不同的電池供應商采用統一的電池單元設計。
當下，大眾汽車采用了多種鋰離子電池單元。例如松下為e-高爾夫、高爾夫GTE插電式混合動力車、奧迪A3電動車供應電池，三星則為帕薩特GTE、奧迪其他電動車供應電池。
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