北大和麻省一起搞的新技术 造就了史上最快的兰博基尼
你们看下面这个 Gif。
这是兰博基尼的新能源汽车,不是纯电车,而是一辆混动车,一辆装着 6.5 升 V12 发动机的混动跑车,名叫 Sián。
Sián来自博洛尼亚语,意思是:一道闪电。
速度有多快,不用我多说,毕竟 6.5 升的 V12 怪兽在身后挂着。
最大功率能达到 819 匹马力,最高时速超过 350公里每小时,0百加速只需 2.8 秒。
这辆主要动力还是烧油的混动车,2.8 的零百加速,跟马斯克嘴里天天喊但是依然还没量产的动力上千匹的 Roadster 就差 0.7 秒,成功跻身两秒俱乐部。
现如今,全球的车企都纷纷在跟燃油时代挥手告别,以前的超级跑车品牌也要转型搞新能源了。
但毕竟是跑车品牌,即便入局新能源也得弄个“电跑”一鸣惊人一波。每个品牌都想着怎么在新能源时代延续自己“速度之光”的辉煌历史。
不少企业选择造纯电跑车,路特斯要搞史上最快的纯电 Evijia,以及即将发布的 Eletre,法拉利总裁也宣布将在 2025 年后推出纯电。
但兰博基尼是个异类。它是世界上第一辆使用“超级电容器”的混动跑车,同样是 6.5升的 V12 ,法拉利 812 GTS 的零百加速要 3 秒。
秘密武器,就是 Sián 里装的这个Supercapacitor 超级电容器。
看下面这个像是 QQ 飞车里攒氮气加速的画面,左边是 recharge 右边是 boost,分别代表充能和放电。
吗的,赛车游戏党狂喜。。。
车辆制动时,就会为超级电容器快速储能,你一脚油门踩下去,超级电容器会把刹车时储存的能量瞬间释放,快速提升电机扭矩。
像极了 QQ 飞车里的起步加速和漂移加速。
但说超级电容器之前,我们先说一嘴电容器这个玩意。
科学点的说法:
“两个相互靠近的金属导体,中间夹一层不导电的绝缘介质,这就构成了电容器。当电容器的两个极板之间加上电压时,电容器就会储存电荷”。
说白了,你可以把电容器看成一个快充快放的“电池”,只是这个电池不咋能储电。
我们以前的那种老式收音机里,就贼多这玩意。比如旁路电容能使稳压器的输出变得均匀。
当收音机上的灯一闪一闪时,也就是电流不稳定,电容器就会站出来稳住电流,电流弱的时候电容就会放电,进行一个补足,电流强的时候就安静呆着充电。
电容可是个好东西,但储电量少这个天生缺陷制约了它“大展宏图”。传统电容器的电容量与导体金属板大小相关,金属板越大就能存越多的电子,容电量也就越大。
但金属板的面积不可能无限做大,为了让电容器能储存更多的电,科学家们决定换个思路。
比如在金属板两侧加装集电箱,或者开发出新的电极材料(碳气凝胶、碳纳米管等等),从而创造出这个超级电容器。
超级电容器具备像电池一样的充放电性能,而且充电速度极快。相同的储电量,超级电容器充电时间只需 10秒- 10分钟或更短,铅酸电池需要 4 - 8 小时,锂电池则需要 3 - 5 小时。
而且这玩意,循环寿命长,深度充放电次数可达50万次甚至更高。铅酸电池和锂电池的完全充放电次数分别仅有500和 1000次。
最要命的是它功率密度还贼高,功率密度就是指输出功率与体积之比,说白了超级电容器就是个小巨炮。超级电容器能量比可达 10KW/kg,隔壁的铅酸才0.02KW/kg。
简直就是一个,敏捷、攻击、防御全部拉满的琦玉。
但这个 “ 琦玉 ” 有个致命缺点。血很薄,或者说它很不持久。就是瞬时爆发能力强,但你要说谈续航,它还是个小弱鸡,这也限制了它的大规模使用。
所以,兰博基尼 CTO 跟 MIT 成立这个项目时就说,电动兰博基尼的侧重点与大多数其他乘用车不同,“我宁愿快速充电而不是长距离”。
这话也就你兰博基尼敢说。
那么是谁把这种游戏世界里的超级电容器开发设计出来呢?只靠兰博基尼这个糙汉子是搞不定的。
所以兰博基尼找到 MIT(美国麻省理工学院),还有来自北京大学的博士窦锦虎(左二),目前也是北京大学材料科学与工程院的特聘研究员。
在与兰博基尼的合作过程中,窦锦虎先后发表过两篇一作论文和一项关键专利,他们用苯六硫醇镍( Ni?BHT )作为新的电极材料,从零开始打造出 Supercapacitor 超级电容器。
它们开发的这款应用新型材料的超级电容器,在同等重量下,功率比锂离子电池高 3 倍左右。而且仅用三年左右的时间,就把这种基础研究创新材料一步到位装到车上。
兰博基尼+ MIT +北大,buff 叠满是真的强。。。
但你说超级电容器这玩意真用到民用车上,可能还得相当长一段时间的考验。但有一点毋庸置疑,这玩意搞好了说不定能成为能源行业里的又一个技术革新。
而且随着近几年锂离子电池的广泛使用,它带来的安全性和环境污染问题也引起大家的担心,所以几乎零污染的超级电容器就被寄予厚望能替代锂电池。
国家层面也鼓励科学家对超级电容器开展相关研究,2017 年,科技部还把“基于超级电容器的大容量储能体系及应用”,正式列入国家重点基础研究发展规划(简称“ 973 规划”)。
上面提到的窦锦虎博士,在 MIT 完成无机化学方面的博士后研究后,也毅然选择回国加入北京大学,开展“多尺度精准调控的功能性配位聚合物材料”的研究。
总结一句话,超级电容器这玩意,未来可期。
文章最后,想买这辆车的各位估计晚了,那辆兰博基尼 Sián 卖 2552 万,全球限量 63 辆。
不是说大家拿不出这两千多万的小钱,只是这车在正式亮相前已经被订完了,压根没给各位机会。
但有幸,差评君最近拿到一台车。所以就先不聊了,我去“拼”车了。
>/ 图片资料来源:
CNBC-Fastest-ever Lamborghini gets power boost from MIT-developed supercapacitor
lamborghini-Lamborghini and MIT patent a new technology for supercapacitors
知乎 - 百篇科普系列( 16 )—超级电容与电动车
知乎 - 史上最快兰博基尼亮相,搭载麻省理工学院研发的超级电容器
飞行动力 - 系能源汽车超级电容器
澎湃新闻 - 锂离子电池终极杀手诞生,电容器为何霸气侧漏?
维基;油管 - topgear
百度图片 -sian;973 规划
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