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减重是刚需!那些让电动车变轻的黑科技

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◆蔚来-西格里碳素公司/美国能源部:

  老牌车企可以凭借雄厚的技术储备和人力物力来对一项新技术进行长期测试及验证,而根基尚浅的造车新势力则更希望通过现有的技术得到即时的解决方案。蔚来就选择与德国西格里碳素公司(SGL Carbon)合作,由后者为其研发全新的碳纤维增强型塑料(CFRP)电池外壳,以达到轻量化的目的。

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  德国西格里碳素公司(SGL Carbon)成立于1992年,但是其前身Gebr.Siemens & Co(西门子子公司)早在1878年就开始了碳材的生产。目前该公司生产的碳纤维复合材料供应给包括汽车、航空航天、太阳能和风能、半导体、LED以及锂离子电池等多领域多行业的制造企业。

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  德国西格里碳素公司为蔚来打造的碳纤维增强塑料(CFRP)电池外壳内部结构设有多层类似织物状的碳纤维材质层,碳纤维原材料产自西格里碳素公司的Moses Lake和Muir of Ord工厂,之后由Wackersdorf工厂加工成织物状材质层。

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  另外碳纤维增强塑料(CFRP)电池外壳的导热系数也要比铝合金材质约低200倍,可以更好地保护电池免受高温和低温的影响;此外其还具有拆卸更换简单的优势,这一点也符合蔚来汽车换电站的运营理念。

  接下来介绍的新技术就不再是由车企主导的了,而是美国能源部下属的阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory,简称ANL)的研究成果,阿贡国家实验室是美国最大的科学与工程研究实验室之一,也是知名的二战“曼哈顿计划”的一部分。

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  由阿贡国家实验室发明的这项新技术名为HyMag,是一种全新的磁铁技术,该技术可使磁铁的磁通密度(磁感应强度)提升10%-30%,这意味着相同重量的新型磁铁可产生更多的能量,而对于电动车来说,使用新型磁铁的永磁电动机可以在确保功率输出不变的情况下获得减重的效果。

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  HyMag磁铁技术的另一优势是可使磁铁对于某类昂贵稀土元素(比如镝和钆)的需求减少90%以上,这也能显著降低电动车的成本(每台纯电动或插电混动车型的电动机都含有约100克的镝)。

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  事实上,HyMag磁铁技术应用在新能源车辆上实属大材小用,其对于风力涡轮机这样大型且对轻量化要求更高的设备有着更大的贡献,不仅可以大幅提升其风电效率,而且因为HyMag磁铁技术更耐高温的特性(高温下更稳定,不会消磁),风力涡轮机运转时高达300摄氏度(相比之下电动车的电机运转最高温度仅有150摄氏度)的峰值高温也不再是问题。

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  结语:相比于发展已过百年的内燃机车辆,电动车大规模推广为时尚短,其各项技术不仅处于快速发展的时期,也往往会因其他行业领域的科研成果而获益匪浅,以本文涉及的轻量化技术而言,诸如创成式设计、碳纤材质其实都曾经或仍然应用于内燃机车辆以及其他行业,而HyMag磁铁技术对于风电行业的贡献则更为显著。所以尽管目前新能源车型在续航、安全等方面仍存在种种不足,但其前景无疑是值得期待的。(文/汽车之家 赵琮迪)

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