Volvo phát triển tấm thân bằng sợi carbon truyền pin

Volvo

Một trong những trở ngại chính khiến xe điện (EV) trở thành một lựa chọn khả thi cho áp dụng chính thống tiếp tục là trọng lượng của pin. Ngay cả với các tế bào li-ion thế hệ tiếp theo như được sử dụng trong xe Tesla, rất khó và tốn kém để có đủ nước trái cây được đóng gói trong một không gian nhỏ như vậy. Volvo đã đùa giỡn với xe điện từ vài năm nay, nhưng nhà sản xuất ô tô Thụy Điển vừa công bố một cách tiếp cận mang tính cách mạng trong việc thiết kế xe điện. Volvo muốn thay thế một số tấm thân bằng thép trên xe ô tô của mình bằng vật liệu composite sợi carbon có thể lưu trữ năng lượng như pin.

Sử dụng một chiếc Volvo S80 tiêu chuẩn làm nền tảng thử nghiệm, công ty đã thay thế nắp cốp, tấm cửa và mui xe bằng vật liệu mới này. Các tấm pin sạc được bao gồm nhiều lớp sợi carbon, được cách nhiệt với nhau bằng các sợi thủy tinh chèn. Các lớp sợi carbon được tẩm polymer thực sự hoạt động như cực âm và cực dương trong hệ thống này với các siêu tụ điện được tích hợp trong da. Kết quả là một thành phần cấu trúc có thể được sạc giống như pin trong bất kỳ xe điện nào khác, bằng phanh tái tạo hoặc bằng cách cắm xe vào lưới điện.



Pin





Do các tấm pin trong quá trình kiểm tra được chăm sóc thay thế các thành phần cấu trúc nặng trong khi loại bỏ pin tập trung, nên tổng trọng lượng giảm đáng kể. Volvo ước tính rằng việc thay thế toàn bộ hệ thống điện của xe điện bằng các tấm pin như thế này sẽ giảm được 15% trọng lượng. Để đặt điều đó trong bối cảnh, bộ pin cấp nhập cảnh của Tesla nặng hơn 1.000 pound. Có lẽ quan trọng hơn nữa, trọng lượng sẽ được phân bổ đều để cho phép xử lý tốt hơn và ít phức tạp hơn về kỹ thuật.

Ngoài lĩnh vực xe chạy hoàn toàn bằng điện, ngay cả việc thay thế một vài bộ phận của ô tô thông thường cũng có thể loại bỏ nhu cầu sử dụng pin 12 volt nặng để cung cấp năng lượng cho bộ khởi động, đèn và các bộ phận khác. Ở trung bình, xe hybrid cũng có thể được hưởng lợi từ tấm ốp có thể sạc lại được.



Đóng sợi carbon



Tuy nhiên, cách tiếp cận này để cung cấp năng lượng cho EVs không phải là không có nhược điểm của nó. Trong khi sợi carbon rất bền, một số bộ phận của xe hơi được thiết kế để có thể sụp đổ trong trường hợp xảy ra tai nạn. Bằng cách hấp thụ một số năng lượng do va chạm, các vùng co rúm có thể bảo vệ cơ thể con người gầy guộc của bạn khỏi điều tồi tệ nhất. Điều đó đồng nghĩa với việc ốp điện ở những vị trí như mui xe và cốp xe bị hư hỏng nhiều hơn, việc sửa chữa sẽ rất tốn kém. Các đội cấp cứu cũng có thể phải đối mặt với một thách thức mới khi cố gắng giải cứu mọi người khỏi một chiếc xe như vậy sau một vụ tai nạn - về cơ bản họ sẽ cố gắng vớt ai đó ra khỏi một cục pin khổng lồ bị hỏng.

Volvo không cho biết khi nào họ có thể sử dụng vật liệu nano trong xe sản xuất, nhưng rất muốn chỉ ra tính bền vững của một cách tiếp cận như vậy. Nếu Volvo đưa pin kết cấu vào sản xuất, hãng sẽ phải làm việc để giảm giá thành của sợi carbon, vốn vẫn còn khá cao.