電池包對于電動汽車的安全運(yùn)行至關(guān)重要。

奧地利的研究人員設(shè)計了一種結(jié)合木材和鋼材的新型電動汽車電池包，為特斯拉目前使用的鋁制電池包提供了一種更安全、更可持續(xù)的替代方案。

由格拉茨工業(yè)大學(xué)（TU Graz）車輛安全研究所的Florian Feist博士領(lǐng)導(dǎo)的專家團(tuán)隊，在Bio!Lib項目框架下研發(fā)了這種混合電池包。

這種新結(jié)構(gòu)由填充木材的薄鋼板制成，可顯著降低電池生產(chǎn)的環(huán)境足跡。傳統(tǒng)的分腔式鋁制電池包在生產(chǎn)過程中消耗的能源要多得多。

據(jù)報道，該項目既源于生態(tài)考量，也旨在提升碰撞性能。電池包對于電動汽車的安全運(yùn)行至關(guān)重要，它能在碰撞中保護(hù)電池單體免受變形或火災(zāi)的影響。

媲美特斯拉Model S電池包的樣機(jī)

在該研究中，團(tuán)隊用填充木材的薄鋼板外殼取代了鋁材。“鋼板是在木質(zhì)芯材存在的情況下直接焊接的，”Feist說，并補(bǔ)充道，木材的結(jié)構(gòu)由受壓時會塌陷的微小細(xì)胞組成。

因此，在碰撞發(fā)生時它們能吸收大量能量。此外，底板和蓋板也由相同的鋼-木復(fù)合材料制成，而電池內(nèi)部則通過肋狀橫梁加固。該團(tuán)隊對電池包在模擬碰撞測試中的出色表現(xiàn)感到驚訝。

在關(guān)鍵性的柱碰測試（車輛高速撞擊鋼柱）中，Bio!Lib電池包的侵入值與特斯拉Model S的鋁制電池包幾乎完全相同。

同時，為了增強(qiáng)防火和耐熱性，研究人員采用了可再生原材料 —— 軟木（cork）作為絕緣防火層。“當(dāng)軟木暴露在非常高的溫度下時，它會碳化，”Feist表示。

“碳化會導(dǎo)致其原本就相對較低的熱導(dǎo)率急劇下降，從而保護(hù)其后面的結(jié)構(gòu)，”這位科學(xué)家強(qiáng)調(diào)說，這也適用于車輛內(nèi)部。

卓越的防火性能

當(dāng)團(tuán)隊進(jìn)行所謂的“煙火測試”（模擬電池火災(zāi)）時，他們得到了一個真正的驚喜。采用軟木絕緣的電池包承受了超過2372華氏度（1300攝氏度）的電池火災(zāi)條件。

在相同的模擬中，Bio!Lib電池包保持了結(jié)構(gòu)完整性，并且其背火面的溫度比特斯拉的鋁制電池包低約212華氏度（100攝氏度）。

測試完成后，該團(tuán)隊與本校的韋格納氣候與全球變化中心（Wegener Center for Climate and Global Change）合作，評估了其金屬-木材混合設(shè)計的可持續(xù)性。

他們的分析發(fā)現(xiàn)，在幾乎所有類別中（包括能源使用、水資源消耗和污染），Bio!Lib電池包對環(huán)境的影響都低于鋁制版本。

“在所有領(lǐng)域，Bio!Lib電池包都優(yōu)于鋁制的市場標(biāo)準(zhǔn)；只有在‘土地使用’這一影響類別中情況相反，”Feist在新聞稿中總結(jié)道。

該團(tuán)隊目前的目標(biāo)是提高軟木的可再利用性和部件的可回收性，同時研究能否使用低價值木材（如間伐材或二次利用材料）來制造這種電池包。

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