現(xiàn)在看起來，化學(xué)品公司將可能在新能源汽車的發(fā)展上扮演著重要的角色或者起著引領(lǐng)的作用。因?yàn)槠渖钸h(yuǎn)地影響著這個(gè)行業(yè)未來發(fā)展的三個(gè)關(guān)鍵問題(電池笨重、壽命短且成本高昂，以及續(xù)航能力有限)的解決方案。
世界著名的化學(xué)品公司總部位于德國，巴斯夫(BASF SE)將因?yàn)橛袡C(jī)會(huì)解決這些問題而成為市場(chǎng)明星。
2010年，它的全球銷售額為639億歐元，利潤超過77億歐元，其中向汽車行業(yè)OEM銷售額70億歐元。它在巴斯夫亞太區(qū)2020戰(zhàn)略中還提出了這樣的目標(biāo)——每年比亞太地區(qū)化學(xué)品市場(chǎng)的增長(zhǎng)高出2個(gè)百分點(diǎn)，在2009至2020年期間實(shí)現(xiàn)銷售額翻番。
目前在日本和歐洲，每一輛中高級(jí)車目前所包含的化工產(chǎn)品(包括涂料、塑料和燃油添加劑)的價(jià)值約為850歐元，而在亞洲地區(qū)這一數(shù)字僅為650歐元。具體到中國，歐美的中高檔汽車中工程塑料已達(dá)到25公斤，而中國國產(chǎn)車輛使用的工程塑料卻平均不到5公斤。
了解到，一般而言，汽車每減重100公斤，運(yùn)行100公里就能實(shí)現(xiàn)節(jié)省汽油消耗0.4L，減少1公斤的二氧化碳排放。對(duì)于正在大力推進(jìn)節(jié)能減排及新能源汽車的中國市場(chǎng)來說，巴斯夫顯然機(jī)會(huì)無限。
高性能工程塑料減重
電動(dòng)汽車電池組重量平均可達(dá)200 ~300公斤，如果能夠進(jìn)一步降低車身重量，就能夠消化一些因?yàn)殡姵亟M自身重量而帶來的續(xù)航里程的損失。
在巴斯夫?yàn)閭鹘y(tǒng)汽車制造業(yè)提供的多種汽車減重解決方案中，工程塑料可以替代鋼材用于汽車座椅框架的制造。在車身底盤中，工程塑料還可以被制成保險(xiǎn)杠，而在傳動(dòng)系統(tǒng)中，油箱底托、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋罩、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管、扭矩桿，以及傳動(dòng)橫梁都可以使用工程塑料來替代。
2011年5月底，巴斯夫股份公司大中華區(qū)總裁鄭大慶在廣州接受本刊記者采訪時(shí)說，按照目前的技術(shù)水平，巴斯夫預(yù)測(cè)，目前歐美市場(chǎng)上的主流汽車重量還能再減輕50公斤，這也意味著二氧化碳排放將減少5克/公里。
對(duì)于電動(dòng)車而言，工程塑料的大量使用將更具意義，因?yàn)檫@將有效降低汽車的重量，從而提升汽車的續(xù)駛里程，而續(xù)駛里程是電動(dòng)車能否獲得消費(fèi)者認(rèn)可的關(guān)鍵因素。
巴斯夫的第一個(gè)被應(yīng)用到電動(dòng)車領(lǐng)域的解決方案，就是殼體解決方案。市場(chǎng)上大部分的電池外殼都由沖壓鋼或鋁制成。而如果采用工程塑料，可為電池減輕約40%的重量。
使用高性能工程塑料的另外一個(gè)好處是能應(yīng)對(duì)各種惡劣環(huán)境，例如：乙二醇耐受性、較高的運(yùn)行溫度、阻燃性和電磁屏蔽等。
電池陰極材料突破
目前市場(chǎng)上最高效的鋰離子電池壽命并不理想。國內(nèi)市場(chǎng)上主流的鋰電池充電次數(shù)只有500次左右，它表明這種電池的壽命只有兩年左右，而目前整個(gè)電動(dòng)車總價(jià)的1/3都來自電池，高昂的使用成本也是目前電動(dòng)車市場(chǎng)化發(fā)展的一大攔路虎。
巴斯夫正與德國的其它公司共同投資研發(fā)新的高能電池。比如正在研發(fā)的NCM(鎳鈷錳)電池陰極材料和特殊金屬氧化產(chǎn)品，以及硫化鋰電池或鋰空氣電池等新理念、新部件和新材料的研發(fā)。
鄭大慶說，公司已經(jīng)在電池陰極材料的研發(fā)中取得了突破，其HED 陰極材料獲得了美國能源部阿爾貢國家實(shí)驗(yàn)室的專利。全世界現(xiàn)在僅有兩家公司獲得了這一專利，巴斯夫是其中之一。最近的測(cè)試表明，巴斯夫HED NCM-111 陰極材料中的鉻、鐵雜質(zhì)含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他同類產(chǎn)品，而雜質(zhì)含量越低，意味著電池的循環(huán)壽命和使用壽命越長(zhǎng)。
此外，巴斯夫還正在開發(fā)基于高性能聚合物的耐高溫薄膜。這種膜電極組件 (MEA) 產(chǎn)品被用于燃料電池堆的生產(chǎn)。巴斯夫Celtec®-MEA是全球第一款商用 MEA，它可確保燃料電池系統(tǒng)在高達(dá)180°C的溫度下運(yùn)作。
如此，液態(tài)石油氣或生物乙醇等碳?xì)浠衔锞蜔o須再進(jìn)行復(fù)雜的凈化——燃?xì)鈨艋紦?jù)了低溫燃料電池系統(tǒng)成本中最大的一塊——從而能夠有效降低燃料電池的成本。
這種耐高溫聚合物電極薄膜燃料電池可用于提高電池的續(xù)航能力，因?yàn)檐囕d轉(zhuǎn)換器可將柴油或甲醛轉(zhuǎn)化為氫氣以供燃料電池使用，繼而對(duì)電池進(jìn)行連續(xù)充電并在必要時(shí)提供采暖。
采用這種解決方案后，菲亞特Scudo原型車的續(xù)航能力將從50公里提高到500公里。這款車是丹麥政府為展示這一技術(shù)可行性而推出的模版車型。
全方位能量管理
與性能相仿的傳動(dòng)動(dòng)力汽車相比時(shí)，電動(dòng)汽車最顯著的缺陷是續(xù)航能力不足(約140公里)，如使用空調(diào)系統(tǒng)，這一數(shù)字還將下降30%。這個(gè)問題同樣存在于傳統(tǒng)能源車中，且冬季內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱并沒有用于供暖。
因此從汽車內(nèi)部溫度的角度，為了減少制冷、供熱造成的能量消耗，巴斯夫重新設(shè)計(jì)了能量管理系統(tǒng)，針對(duì)夏季和冬季環(huán)境下車內(nèi)溫度情況開發(fā)出了相應(yīng)的解決方案。
根據(jù)他們的計(jì)算，夏季70%的熱量通過車窗傳遞，剩余30%則通過車身傳遞。如車內(nèi)儀表板、方向盤、座椅等深色區(qū)域如暴露在陽光下會(huì)吸收熱量，溫度可能達(dá)80°C左右，表面發(fā)燙的部位就需要更多的冷卻處理。
巴斯夫研發(fā)的黑色顏料Lumogen可反射熱量。它與傳統(tǒng)碳黑顏料的不同之處在于可以避免吸收不可見的近紅外輻射 (NIR)，這種輻射在太陽能中所占比例高達(dá)50%。這一概念可用于涂料、儀表板和座椅。
在冬季，Elastocool和Elastopor等高性能泡沫可為各種汽車提供優(yōu)異的隔熱保溫功能。這在電動(dòng)汽車中尤其重要，因?yàn)殡妱?dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不同于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，無法產(chǎn)生暖化車內(nèi)空間的熱量。巴斯夫高性能泡沫可被用作車內(nèi)面板，在隔熱保溫的同時(shí)可降低風(fēng)噪和滾動(dòng)噪音，尤其在高速行駛狀態(tài)下。由此，電動(dòng)汽車的續(xù)航能力將提高近10%。
