Nanoflowcell公司電動(dòng)車(chē)及鋰電池解析


Nanoflowcell公司的QUANT E型鋰電池轎車(chē)在2014年3月份第一次揭露報(bào)導(dǎo)時(shí),我們課題組留意到了此事,并依據(jù)其時(shí)有限揭露的數(shù)據(jù)做了開(kāi)始核算和剖析。本年日內(nèi)瓦車(chē)展是他們公司的第2次參展,推出了新款QUANT F型概念電動(dòng)車(chē)。下面以QUANT F型電動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)對(duì)電池功能和電池類(lèi)型進(jìn)行預(yù)算剖析,并得出定論。
一、預(yù)算依據(jù):
“QUANT F系列車(chē)型選用的是一種新式鋰電池,一起配備有超級(jí)電容器(詳細(xì)參數(shù)沒(méi)有揭露)。轎車(chē)底部分別安裝了兩個(gè)250升的容器,為電機(jī)供給動(dòng)力,續(xù)航路程到達(dá)800km之上。”這是Nanoflowcell公司揭露的報(bào)導(dǎo),我們以這兩個(gè)數(shù)據(jù)預(yù)算電池能量密度和類(lèi)型。其他數(shù)據(jù)屬于媒體的猜想報(bào)導(dǎo),暫不予選用。
二、預(yù)算定論:
(1) 如果Nanoflowcell公司上述兩個(gè)揭露數(shù)據(jù)事實(shí),那么這是一款選用鋰鋰電池的概念電動(dòng)車(chē)。
(2) 經(jīng)預(yù)算,電池體系(請(qǐng)留意,不是電解液,是整個(gè)電池體系,包含電解液,容器管路和反響器)的能量密度為112 Wh/kg,和現(xiàn)在鋰電池體系的能量密度適當(dāng),而不是媒體報(bào)導(dǎo)的600Wh/kg。
(3) 雖然Nanoflowcell公司的有關(guān)報(bào)導(dǎo)是為了商業(yè)宣揚(yáng),但也說(shuō)明鋰鋰電池得到了超前重視?,F(xiàn)在鋰鋰電池的能量密度不高,但預(yù)計(jì)未來(lái)的電池能量密度可以到達(dá)200Wh/kg以上。
(4) 我們沒(méi)有檢索到任何與Nanoflowcell公司相關(guān)的電池專(zhuān)利;在鋰鋰電池技能方向,世界上首要請(qǐng)求專(zhuān)利的是麻省理工和中科院電工所。世界上第一篇鋰鋰電池專(zhuān)利由麻省理工在2009年請(qǐng)求,在我國(guó)復(fù)審時(shí)已經(jīng)被拒兩次,2015年2月麻省理工再次請(qǐng)求延期復(fù)審,但被授權(quán)可能性很小,由于該專(zhuān)利沒(méi)有掌握好鋰鋰電池的實(shí)質(zhì)技能特征,存在嚴(yán)重缺陷;電工所已請(qǐng)求相關(guān)專(zhuān)利20項(xiàng),現(xiàn)在已獲授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利8項(xiàng),根本覆蓋了鋰鋰電池技能的首要關(guān)鍵點(diǎn),構(gòu)成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技能開(kāi)發(fā)道路。
三、核算進(jìn)程:
(1) 我們知道,電動(dòng)轎車(chē)的百公里能耗一般為14-20度電(KWh),我們以百公里能耗18 KWh核算。該車(chē)的報(bào)導(dǎo)續(xù)航路程到達(dá)800公里,因而預(yù)算該車(chē)的滿充電能約為 8×18= 144度電(KWh)。為了滿足大功率短時(shí)輸出,該車(chē)還一起配備有超級(jí)電容器(詳細(xì)容量沒(méi)有給出),因而我們保存估量鋰電池電量約為140度電,超級(jí)電容約為4度電。
(2) 轎車(chē)底部分別安裝了兩個(gè)250升的容器(一正一負(fù)),為電機(jī)供給動(dòng)力。別的,電池反響器內(nèi)部也有反響空間容留電極溶液,與容器溶液大致的體積比值一般為1:5,亦即電池體系應(yīng)該包含300升左右的正極溶液和300升左右的負(fù)極溶液。因而,可以核算單電極溶液的體積能量密度為140 KWh / 300 L = 467 Wh/L (該能量密度值經(jīng)常被媒體誤報(bào)導(dǎo)為鋰電池體系的能量密度)。由于電池有必要正負(fù)極溶液匹配作業(yè),因而電極溶液的歸納體積能量密度為 467 / 2 = 233 Wh/L (或許為140 KWh / 600 L = 233 Wh/L )。電極溶液的密度比水大,大致是水的1.4~1.8倍(含能物質(zhì)越多,密度越大),取中心值1.6倍,預(yù)算電極溶液的歸納質(zhì)量能量密度為: 233 / 1.6 = 146 Wh/kg。關(guān)于鋰電池來(lái)說(shuō),這個(gè)值很重要,由于它是對(duì)應(yīng)電極溶液的鋰電池體系的極限能量密度值。上述核算進(jìn)程并沒(méi)有包含體系容器、驅(qū)動(dòng)泵和反響器的質(zhì)量(稱(chēng)之為管路質(zhì)量)。如果依照管路質(zhì)量:溶液質(zhì)量=1:4的質(zhì)量比核算,則該電池體系的實(shí)踐能量密度可能為:146 / 1.25 = 112 Wh/kg。這個(gè)值和現(xiàn)在的鋰電池體系能量密度值大致適當(dāng)。
(3) 現(xiàn)在,除了鋰鋰電池有可能到達(dá)上述能量密度值,其他任何鋰電池的能量密度仍是遠(yuǎn)低于該預(yù)算值(全釩鋰電池約為20~40 Wh/kg),因而我們以為,如果Nanoflowcell公司上述兩個(gè)揭露數(shù)據(jù)事實(shí)(各有250升容器,續(xù)航路程800公里),那么這是一款選用鋰鋰電池的概念電動(dòng)車(chē),電池體系能量密度約為112 Wh/kg。
(4) 既然是概念電動(dòng)車(chē),而不是商業(yè)電動(dòng)車(chē)(特斯拉是商業(yè)車(chē)),因而必定還存在一些技能經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題沒(méi)有解決,需求繼續(xù)改善。我們也需求抓住展開(kāi)相關(guān)研制作業(yè)。
QUANT系列車(chē)型選用的是一種新式液態(tài)電解質(zhì)電池,這種電池選用鹽水作為存儲(chǔ)能量的介質(zhì)。鹽水會(huì)經(jīng)過(guò)兩個(gè)水箱之間的隔閡構(gòu)成電荷,電力被貯存和分配給超級(jí)電容器。它的能量密度比鋰電池大5倍。
列支敦士登公司nanoFlowcell于2014年的日內(nèi)瓦車(chē)展推出了QUANT e-Sportlimousine車(chē)型,而在2015年的日內(nèi)瓦車(chē)展上,其將推出該車(chē)的晉級(jí)版別QUANT F。新車(chē)選用了碳纖維單體殼式車(chē)身,其全新的大燈技能QUANTeYES可以在80km/h時(shí)主動(dòng)開(kāi)啟(QUANT F的大燈是背光的水晶燈,在接通大燈電源時(shí)能投射出代表QUANT的‘Q’標(biāo)識(shí),QUANT F的前燈看起來(lái)就像是有瞳孔的眼睛,“QUANT的眼睛”--這樣就有了QUANTeYES這個(gè)姓名)
1、QUANTe-Sportslimousine
科技日?qǐng)?bào)2014年3月17日?qǐng)?bào)導(dǎo),來(lái)自歐洲列支敦斯登的nanoFLOWCELL公司在本屆日內(nèi)瓦車(chē)展上發(fā)布了QUANTe-Sportslimousine原型車(chē),它是一款選用鋰電池技能的電動(dòng)轎車(chē)。據(jù)悉,鋰電池動(dòng)力體系可以支撐該車(chē)行駛400-600公里。
該車(chē)電池體系額外電壓600V,額外電流50A,輸出功率30kW,能量密度為600Wh/kg。nanoFLOWCELL公司還表明該電池可以經(jīng)受1萬(wàn)次充放電循環(huán)后不發(fā)生明顯的回憶效應(yīng)。
QUANTe-Sportslimousine原型車(chē)上搭載了體積為200L的電解液槽,儲(chǔ)能容量120 kWh(儲(chǔ)能密度600Wh/L),該車(chē)在低負(fù)載條件下,百公里能耗為20kWh。公司表明,往后有望將電解槽的體積寬展到800L。
動(dòng)力方面。QUANTe-Sportslimousine原型車(chē)內(nèi)裝備了4臺(tái)繼續(xù)功率為120kW(歸納功率480kW,轉(zhuǎn)換成馬力是653馬力)、峰值功率為170kW的電機(jī),可經(jīng)過(guò)扭矩分配完成四驅(qū)駕駛,也能作為車(chē)內(nèi)兩個(gè)超級(jí)電容器的備用能量?jī)?chǔ)蓄裝置。每個(gè)車(chē)輪獨(dú)自峰值扭矩可達(dá)2900 N?m,百公里加快時(shí)僅需2.8 s。
關(guān)于QUANT e-Sportlimousine的動(dòng)力體系很難解說(shuō)清楚,不過(guò)公司泄漏,活動(dòng)池將電氣化學(xué)蓄電池和普通的燃料電池進(jìn)行了整合,活動(dòng)的電解液在兩個(gè)電箱中循環(huán)。
2、QUANT F車(chē)型
2015年3月3日,在的日內(nèi)瓦車(chē)展上列支敦士登公司nanoFlowcell旗下的QUANT F車(chē)型亮相。QUANTF是一款選用鋰電池技能的電動(dòng)轎車(chē)。動(dòng)力方面,QUANT F系列車(chē)型選用的是一種新式液態(tài)電解質(zhì)電池。轎車(chē)底部分別安裝了兩個(gè)250升的容器,總?cè)萘康竭_(dá)500升,為電機(jī)供給動(dòng)力。新QUANT e-Sportlimousine經(jīng)過(guò)四個(gè)電動(dòng)機(jī)完成四輪驅(qū)動(dòng),其最大功率1090馬力(801.69 kW),最高額外電壓到達(dá)735V,極速到達(dá)300km/h之上,續(xù)航路程到達(dá)800km之上,傳動(dòng)體系配備2擋主動(dòng)變速箱。此前QUANT e-Sportlimousine的緩沖體系可以繼續(xù)供給50安培的電流,而在QUANT F上,這種緩沖體系在必要時(shí)能短時(shí)供給2000安培以上的電流。
該鋰電池體系的優(yōu)勢(shì)之一在于其選用體積較大的電池倉(cāng),也就意味著有著更高的能量密度。600V額外電壓和50A額外電流下,該體系能不斷輸出30千瓦的最大功率。鋰電池將電化學(xué)蓄電池以及燃料電池的各個(gè)方面相結(jié)合,相比為當(dāng)今電動(dòng)轎車(chē)供給動(dòng)力的鋰離子電池技能而言,其功能高出4倍。希望量產(chǎn)版別提前與我們碰頭。
3、QUANTiNO車(chē)型
2015年日內(nèi)瓦國(guó)際車(chē)展上,來(lái)自列支敦士登的nanoFlowcell公司向大家展示他們的全新概念車(chē)型:QUANTiNO。QUANTiNO是一款使用鋰電池技能開(kāi)發(fā)的電動(dòng)跑車(chē),最高時(shí)速可達(dá)200公里/小時(shí),續(xù)航路程約為1000公里。它的額外電壓為48V,可輸出最大輸出功率105kW。(這個(gè)車(chē)型和上邊車(chē)型電池體系串并聯(lián)方法可能有變,這個(gè)車(chē)的額外電壓只要48V,上邊兩個(gè)車(chē)型均為600V)