石墨烯用于汽車快充 磁性元器件從業(yè)者談見(jiàn)解
2021-02-03 09:27:03 來(lái)源:電子變壓器與電感網(wǎng) 作者:卞婭琪 點(diǎn)擊:6751
近日,廣汽集團(tuán)旗下的廣汽埃安發(fā)布一則預(yù)告:新電池采用了石墨烯技術(shù),石墨烯基超級(jí)快充電池可在8分鐘充滿80%,同時(shí)硅負(fù)極電池讓電動(dòng)車NEDC續(xù)航達(dá)1000公里。
語(yǔ)出驚人,業(yè)界人士眾說(shuō)紛壇。
電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)人士觀點(diǎn):
言辭激烈,是吹噓還是秀肌肉?
消息最先引發(fā)新能源汽車、電池及產(chǎn)業(yè)上下游人士的熱議,從社群平臺(tái)各種聲音來(lái)看,顯然批評(píng)其吹噓的言論占據(jù)主流。
其中,較為直白“激進(jìn)”的言論莫過(guò)于——中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高在今年的中國(guó)電動(dòng)車百人會(huì)論壇上,說(shuō):“如果有人告訴你,這個(gè)車能跑1000公里,幾分鐘能充滿電,還很安全。以目前的技術(shù),他一定是騙子。”此言論也一度引發(fā)人們站隊(duì)口伐!
廣汽埃安總經(jīng)理古惠南在同一個(gè)論壇上做出了回應(yīng),認(rèn)為大家對(duì)歐陽(yáng)明高所說(shuō)的話理解有失偏頗。他表示,如果8分鐘要充電1000公里的話,需要建設(shè)高功率的快充樁,技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn),只是成本高,又要滿足高要求,又要便宜,目前還做不到,廣汽埃安會(huì)按節(jié)奏來(lái)推廣。同時(shí),兩種技術(shù)兼?zhèn)涞碾姵丶夹g(shù)最快在年底推出。
他強(qiáng)調(diào),續(xù)航達(dá)1000公里的新能源車在今年肯定會(huì)出現(xiàn),但是成本不會(huì)低。
磁性元器件廠商認(rèn)為:
充電樁非主要問(wèn)題,電池才是關(guān)鍵!
對(duì)此,深圳可立克科技股份有限公司副總經(jīng)理周正國(guó)說(shuō),石墨烯主要是起散熱的作用,充電的過(guò)程也是電解電離的過(guò)程,會(huì)產(chǎn)生熱量,石墨烯從化學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)看,它有很多孔,可以起到散熱作用。使用石墨烯以后,有利于降低電解電離過(guò)程中的熱量,擴(kuò)大散熱面積。“但是現(xiàn)在說(shuō)是馬上就商用,我覺(jué)得有點(diǎn)吹牛的成分,可能實(shí)驗(yàn)也做得出來(lái)。”
對(duì)于廣汽埃安總經(jīng)理古惠南提及的建設(shè)高功率的快充樁,周正國(guó)認(rèn)為,僅是樁的問(wèn)題,那問(wèn)題不大。
據(jù)他透露,可立克實(shí)際上早有應(yīng)用于8分鐘充電裝中的器件產(chǎn)品。“就我們而言,實(shí)際上我們?cè)缇妥隽?分鐘充電的充電樁,我們跟海外的知名汽車廠商配合,已經(jīng)做了三年。綜合我們和客戶的研發(fā)經(jīng)驗(yàn),我認(rèn)為8分鐘充滿電,對(duì)充電樁來(lái)說(shuō)可以做到。”
周正國(guó)說(shuō)到,“充電樁充多大功率我都能做,當(dāng)然這也涉及一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題,以前電壓是700-750V,以后就是1000V,甚至更高。當(dāng)前主要是解決電池充電的問(wèn)題。”
至于石墨烯要馬上商用的可能性,他認(rèn)為還是有路一段路要走,但是也不會(huì)太長(zhǎng),兩年三年的話應(yīng)該還是要的。
深圳京泉華科技股份有限公司朱勇認(rèn)為,電池充得越快,鋰離子越容易失去活性,慢慢就會(huì)容易擊穿。從物理特性來(lái)看,石墨烯通過(guò)降低電池的內(nèi)阻,擴(kuò)大電接觸面積,減少介質(zhì),提高穿透能力,確實(shí)能提升相關(guān)效果,可以提升充電速度,但說(shuō)對(duì)于充電快慢的關(guān)聯(lián)性有多強(qiáng),還有待商榷,還要考慮介質(zhì)、導(dǎo)電液及生產(chǎn)環(huán)境等因素。當(dāng)然目前改進(jìn)空間依然很大,這也是科學(xué)家一直在努力的方向。
“要符合電池的特性去充電,離開(kāi)電池特性去談充電時(shí)間長(zhǎng)短是沒(méi)有意義的。那是騙消費(fèi)者,也是騙自己,很危險(xiǎn)的。充電還得看電池能承受幾個(gè)C(充放電倍率),如果是2個(gè)C的話,功率為960千瓦,也要半個(gè)小時(shí)才充完。”
他表示,企業(yè)不能胡亂編造噱頭,安全還是第一位,汽車畢竟涉及人們生命財(cái)產(chǎn)安全,因?yàn)槿紵藳](méi)法救了。
作為長(zhǎng)期研究磁性元器件產(chǎn)品的專家,朱勇坦言,他對(duì)電池的了解還不是那么足,他說(shuō),“或許他們已經(jīng)有足夠信心可以滿足,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)跟實(shí)際中還是有區(qū)別的。也需要從很多維度來(lái)看問(wèn)題,我覺(jué)得也不能說(shuō)別人是個(gè)噱頭,可能他們是基于實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果。”
充電機(jī)高功率化
磁性元器件模組還是以疊加為主
在廣汽發(fā)布的新電池采用石墨烯技術(shù)之外,近日,《磁性元件與電源》記者獲悉,廣汽計(jì)劃今年在廣州建立200座480千瓦的超級(jí)充電站。這也就意味著磁性元器件模組在體積或數(shù)量上要有所改動(dòng)。
周正國(guó)認(rèn)為,目前電動(dòng)汽車充電功率30千瓦已經(jīng)偏小,一般至少要60千瓦,并朝著150千瓦邁進(jìn),甚至更高功率。
“石墨烯也談了這么多年,我估計(jì)這幾年也會(huì)開(kāi)始開(kāi)有點(diǎn)動(dòng)作了。” 深圳海光電子科技有限公司總工程師歐陽(yáng)順昌說(shuō),“其實(shí)無(wú)論變到300千瓦還是480千瓦,我們主要還是以疊加模塊數(shù)量為主,像我們現(xiàn)在做的就是以疊加模塊為主。我們現(xiàn)在暫時(shí)還沒(méi)有做那種特大的變壓器產(chǎn)品,如果要按他那個(gè)功率段做更大的磁性元器件,那可能變壓器廠商的生產(chǎn)設(shè)施都要更換。”
歐陽(yáng)順昌表示,“石墨烯這種技術(shù),無(wú)論用在充電樁,還是光伏,或者其他行業(yè),涉及能量?jī)?chǔ)存轉(zhuǎn)換的都可以去研究,就看哪個(gè)行業(yè)率先用,并把它用好。”
周正國(guó)從國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)方面對(duì)比了磁性元器件使用的差異,他說(shuō)國(guó)外設(shè)計(jì)方面容量肯定更大,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不一樣。我們做的國(guó)內(nèi)和國(guó)外產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有所不同,國(guó)外是單拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),國(guó)內(nèi)是多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),多個(gè)模塊拼湊起來(lái)的。
“在國(guó)內(nèi),要達(dá)到60千瓦的充電功率,普遍是2-3個(gè)模塊?,F(xiàn)在主流是30千瓦一個(gè)模塊。如果說(shuō)要達(dá)到480千瓦,按30千瓦一個(gè)模塊算,那得16模塊,所在在體積上國(guó)內(nèi)做得比較大,國(guó)內(nèi)主要是采用風(fēng)冷式的,而國(guó)外主要是采用水冷式的。想要減少模塊就只能是做單拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。但我認(rèn)為350千瓦足夠了,沒(méi)必要做到480千瓦。”
朱勇也認(rèn)為,“對(duì)磁性元器件來(lái)說(shuō),還是和通信電源一樣的,需要多個(gè)模塊疊加并用,如果按30千瓦一個(gè)模塊算,是需要16塊磁性元件模組才能滿足480千瓦的充電樁。不過(guò)我認(rèn)為即便是疊加組合,體積也不會(huì)很大,就類似于一個(gè)組合柜那樣,高度大概是1.8米。”
福州大學(xué)教授陳為表示,想盡可能減少體積或模塊數(shù)量可從磁性元器件頻率著手,“如果頻率能夠提高了,那么我們的磁性元件還是可以再做得更小。開(kāi)發(fā)比例提高后,磁性元器件配就可以跟上去。”
更多超長(zhǎng)續(xù)航神話在續(xù)寫(xiě)
話題熱議前,廣汽集團(tuán)董事長(zhǎng)曾慶洪發(fā)言稱,廣汽石墨烯基超級(jí)快充電池目前已進(jìn)入實(shí)車量產(chǎn)測(cè)試階段,首款搭載車型為AION V,目前正在黑河做冬季試驗(yàn),初定今年9月可以批量生產(chǎn)。
實(shí)際,新年伊始,已不止廣汽新能源車宣告新的電池技術(shù),以及續(xù)航達(dá)1000公里的消息了。
1月13日,智己汽車宣布旗下首款車型與寧德時(shí)代開(kāi)展合作,搭載“摻硅補(bǔ)鋰”電池,最大續(xù)航里程將超過(guò)1000公里;
1月9日,蔚來(lái)汽車發(fā)布150KWh固態(tài)電池,稱搭載該電池的車型,NEDC續(xù)航可達(dá)到1000公里。
雖然歐陽(yáng)明高言辭激烈的點(diǎn)出新能源汽車廠商大膽的商業(yè)計(jì)劃,但他還是十分肯定新能源汽車的未來(lái)發(fā)展前景。
可再生資源中光伏發(fā)電價(jià)格與煤電相當(dāng);分布式能源形成規(guī)模;充電基礎(chǔ)設(shè)施中各種充電技術(shù)成熟并兼容、基礎(chǔ)設(shè)施比較普及,滿足電動(dòng)汽車需求。歐陽(yáng)明高認(rèn)為,當(dāng)前人類社會(huì)正處在電池為核心、可再生能源為主體,電和氫能為載體,電動(dòng)車為工具的第三次能源革命中。電動(dòng)化是汽車動(dòng)力百年來(lái)的重大技術(shù)變革,鋰離子電池更是能源利用百年來(lái)的重大革命。
在這種種技術(shù)突破的有力助推下,他認(rèn)為,新能源汽車即將迎來(lái)全方位突破的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
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近期國(guó)產(chǎn)8英寸石墨烯晶圓實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn),只需在石墨烯晶圓上繼續(xù)實(shí)現(xiàn)加工工藝,便能繞開(kāi)光刻機(jī),產(chǎn)出碳基芯片,總而言之就是無(wú)需被卡脖子。當(dāng)碳基芯片實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,便能擺脫硅基芯片時(shí)代的窘境。
雖華為屢造限制,但獲芯片專利勢(shì)不可擋。石墨烯芯片的研究專利大大提升了芯片的特性,進(jìn)一步證實(shí)了我國(guó)有實(shí)力追上美國(guó)并實(shí)現(xiàn)反超。
本文主要介紹了半導(dǎo)體材料-硅和石墨烯,硅材料是地球上最為普通,同時(shí)又很有用的一種特殊的半導(dǎo)體材料,而石墨烯是未來(lái)最具發(fā)展?jié)摿Φ男滦桶雽?dǎo)體材料。
本文主要介紹了晶圓,因?yàn)槭┘夹g(shù)的突破,我國(guó)終于實(shí)現(xiàn)了晶圓制造的大批量生產(chǎn),這對(duì)我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常不錯(cuò)的消息,而在這方面最重要的就是我國(guó)科研人員的努力研發(fā)。
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