高耐溫電容令電動(dòng)汽車更可靠

作為技術(shù)戰(zhàn)略委員會(huì)所扶持的先進(jìn)儲(chǔ)能電容器項(xiàng)目中的一部分，工程師們?nèi)涨肮剂艘豢钊碌碾娙萜髟O(shè)計(jì)，該電容器能夠更好地控制電動(dòng)汽車的溫度。

當(dāng)提到電容器這個(gè)概念的時(shí)候，人們首先想到的是像電池組這類超級(jí)電容器，但真正意義上的電容器有所不同，它們能量密度非常小，只能儲(chǔ)存微量的電能。電動(dòng)汽車的電流轉(zhuǎn)換器需要把直流電轉(zhuǎn)化成交流電，雖然電容器一次性儲(chǔ)存的電量非常少，但已經(jīng)足夠支持電流轉(zhuǎn)換器的正常工作，然后再控制三極管產(chǎn)生大電流，為交流電機(jī)馬達(dá)提供所需電能。

以前的研究表明，到2050年電動(dòng)汽車在整個(gè)汽車市場(chǎng)中的占有率將突破50%，但來(lái)自國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室（NPL）的消息稱，因?yàn)楝F(xiàn)有的電容器無(wú)法很好的控制溫度，而導(dǎo)致部分零部件過(guò)熱，使得電動(dòng)汽車的可靠性大大降低，這一預(yù)期也難以實(shí)現(xiàn)。上述信息聽(tīng)起來(lái)也許略顯奇怪，畢竟很多人會(huì)說(shuō)目前我們已經(jīng)設(shè)計(jì)制造出很多成功的電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車，像豐田RAV4電動(dòng)車型，而且電容器也在汽車上使用了幾十年，它們的性能沒(méi)有問(wèn)題；這種說(shuō)法也沒(méi)有很大的問(wèn)題，一項(xiàng)新型技術(shù)的出現(xiàn)并不意味著要把相關(guān)的傳統(tǒng)技術(shù)貶低得一文不值，這款全新的電容器更是如此，它的使用可以提升電動(dòng)汽車的性能，但到目前為止它也并非電動(dòng)汽車的必需品。

這款全新電容器由國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室研發(fā)，命名為HITECA，直到溫度高達(dá)200攝氏度，它都能以接近最佳效能的狀態(tài)工作，而傳統(tǒng)電容器的平均正常工作溫度上限僅為60攝氏度；換句話說(shuō)，此款電容器增大了正常工作的溫度范圍，因而提高了效能，并且降低了維護(hù)要求。國(guó)家實(shí)驗(yàn)室正在努力尋找工業(yè)合作伙伴，以求早日為該產(chǎn)品申請(qǐng)專利，目前對(duì)其感興趣的不乏瑪麗女皇學(xué)院等高等院校和Valeo、Syfer等知名公司。

電動(dòng)汽車上的很多零部件要產(chǎn)生熱量是理所當(dāng)然的，包括驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、交流直流轉(zhuǎn)換器和電池組，散發(fā)的熱量多集中在引擎罩下，最終引起更多零部件的溫度上升，影響零部件的工作效率，降低整車的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)該電容器的過(guò)程中，研發(fā)團(tuán)隊(duì)嘗試了多種無(wú)鉛材料，不斷調(diào)整各種成分的比例，以及采用各式各樣的加工工藝，例如通過(guò)先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)獲得高溫下的電流數(shù)據(jù)，才確定了候選材料；再對(duì)候選材料進(jìn)行更深層次的優(yōu)化，最終確定了含有鐵酸鉍（BiFeO3）的陶瓷材料。

不論是從價(jià)格方面還是保護(hù)環(huán)境方向考慮，電動(dòng)汽車都存在著非常巨大的發(fā)展空間，但當(dāng)今的相關(guān)技術(shù)水平一定程度上制約著它的發(fā)展。隨著耐高溫電容器的不斷推廣，我們相信又一重大技術(shù)難關(guān)被攻破，為電動(dòng)汽車占據(jù)主流汽車市場(chǎng)做好了充作的準(zhǔn)備。