Nanoflowcell公司電動車及鋰電池解析

Nanoflowcell公司的QUANT E型鋰電池轎車在2014年3月份第一次揭露報導時，我們課題組留意到了此事，并依據其時有限揭露的數據做了開始核算和剖析。本年日內瓦車展是他們公司的第2次參展，推出了新款QUANT F型概念電動車。下面以QUANT F型電動車數據對電池功能和電池類型進行預算剖析，并得出定論。

一、預算依據：

“QUANT F系列車型選用的是一種新式鋰電池，一起配備有超級電容器（詳細參數沒有揭露）。轎車底部分別安裝了兩個250升的容器，為電機供給動力，續航路程到達800km之上。”這是Nanoflowcell公司揭露的報導，我們以這兩個數據預算電池能量密度和類型。其他數據屬于媒體的猜想報導，暫不予選用。

二、預算定論：

（1） 如果Nanoflowcell公司上述兩個揭露數據事實，那么這是一款選用鋰鋰電池的概念電動車。

（2） 經預算，電池體系（請留意，不是電解液，是整個電池體系，包含電解液，容器管路和反響器）的能量密度為112 Wh/kg，和現在鋰電池體系的能量密度適當，而不是媒體報導的600Wh/kg。

（3） 雖然Nanoflowcell公司的有關報導是為了商業宣揚，但也說明鋰鋰電池得到了超前重視。現在鋰鋰電池的能量密度不高，但預計未來的電池能量密度可以到達200Wh/kg以上。

（4） 我們沒有檢索到任何與Nanoflowcell公司相關的電池專利；在鋰鋰電池技能方向，世界上首要請求專利的是麻省理工和中科院電工所。世界上第一篇鋰鋰電池專利由麻省理工在2009年請求，在我國復審時已經被拒兩次，2015年2月麻省理工再次請求延期復審，但被授權可能性很小，由于該專利沒有掌握好鋰鋰電池的實質技能特征，存在嚴重缺陷；電工所已請求相關專利20項，現在已獲授權發明專利8項，根本覆蓋了鋰鋰電池技能的首要關鍵點，構成了自主知識產權的技能開發道路。

三、核算進程：

（1） 我們知道，電動轎車的百公里能耗一般為14-20度電（KWh），我們以百公里能耗18 KWh核算。該車的報導續航路程到達800公里，因而預算該車的滿充電能約為 8×18= 144度電（KWh）。為了滿足大功率短時輸出，該車還一起配備有超級電容器（詳細容量沒有給出），因而我們保存估量鋰電池電量約為140度電，超級電容約為4度電。

（2） 轎車底部分別安裝了兩個250升的容器（一正一負），為電機供給動力。別的，電池反響器內部也有反響空間容留電極溶液，與容器溶液大致的體積比值一般為1:5，亦即電池體系應該包含300升左右的正極溶液和300升左右的負極溶液。因而，可以核算單電極溶液的體積能量密度為140 KWh / 300 L = 467 Wh/L （該能量密度值經常被媒體誤報導為鋰電池體系的能量密度）。由于電池有必要正負極溶液匹配作業，因而電極溶液的歸納體積能量密度為 467 / 2 = 233 Wh/L (或許為140 KWh / 600 L = 233 Wh/L )。電極溶液的密度比水大，大致是水的1.4~1.8倍（含能物質越多，密度越大），取中心值1.6倍，預算電極溶液的歸納質量能量密度為： 233 / 1.6 = 146 Wh/kg。關于鋰電池來說，這個值很重要，由于它是對應電極溶液的鋰電池體系的極限能量密度值。上述核算進程并沒有包含體系容器、驅動泵和反響器的質量（稱之為管路質量）。如果依照管路質量：溶液質量=1:4的質量比核算，則該電池體系的實踐能量密度可能為：146 / 1.25 = 112 Wh/kg。這個值和現在的鋰電池體系能量密度值大致適當。

（3） 現在，除了鋰鋰電池有可能到達上述能量密度值，其他任何鋰電池的能量密度仍是遠低于該預算值（全釩鋰電池約為20~40 Wh/kg），因而我們以為，如果Nanoflowcell公司上述兩個揭露數據事實（各有250升容器，續航路程800公里），那么這是一款選用鋰鋰電池的概念電動車，電池體系能量密度約為112 Wh/kg。

（4） 既然是概念電動車，而不是商業電動車（特斯拉是商業車），因而必定還存在一些技能經濟性問題沒有解決，需求繼續改善。我們也需求抓住展開相關研制作業。

QUANT系列車型選用的是一種新式液態電解質電池，這種電池選用鹽水作為存儲能量的介質。鹽水會經過兩個水箱之間的隔閡構成電荷，電力被貯存和分配給超級電容器。它的能量密度比鋰電池大5倍。

列支敦士登公司nanoFlowcell于2014年的日內瓦車展推出了QUANT e-Sportlimousine車型，而在2015年的日內瓦車展上，其將推出該車的晉級版別QUANT F。新車選用了碳纖維單體殼式車身，其全新的大燈技能QUANTeYES可以在80km/h時主動開啟（QUANT F的大燈是背光的水晶燈，在接通大燈電源時能投射出代表QUANT的‘Q’標識，QUANT F的前燈看起來就像是有瞳孔的眼睛，“QUANT的眼睛”--這樣就有了QUANTeYES這個姓名）

1、QUANTe-Sportslimousine

科技日報2014年3月17日報導，來自歐洲列支敦斯登的nanoFLOWCELL公司在本屆日內瓦車展上發布了QUANTe-Sportslimousine原型車，它是一款選用鋰電池技能的電動轎車。據悉，鋰電池動力體系可以支撐該車行駛400-600公里。

該車電池體系額外電壓600V，額外電流50A，輸出功率30kW，能量密度為600Wh/kg。nanoFLOWCELL公司還表明該電池可以經受1萬次充放電循環后不發生明顯的回憶效應。

QUANTe-Sportslimousine原型車上搭載了體積為200L的電解液槽，儲能容量120 kWh（儲能密度600Wh/L），該車在低負載條件下，百公里能耗為20kWh。公司表明，往后有望將電解槽的體積寬展到800L。

動力方面。QUANTe-Sportslimousine原型車內裝備了4臺繼續功率為120kW（歸納功率480kW，轉換成馬力是653馬力）、峰值功率為170kW的電機，可經過扭矩分配完成四驅駕駛，也能作為車內兩個超級電容器的備用能量儲蓄裝置。每個車輪獨自峰值扭矩可達2900 N?m，百公里加快時僅需2.8 s。

關于QUANT e-Sportlimousine的動力體系很難解說清楚，不過公司泄漏，活動池將電氣化學蓄電池和普通的燃料電池進行了整合，活動的電解液在兩個電箱中循環。

2、QUANT F車型

2015年3月3日，在的日內瓦車展上列支敦士登公司nanoFlowcell旗下的QUANT F車型亮相。QUANTF是一款選用鋰電池技能的電動轎車。動力方面，QUANT F系列車型選用的是一種新式液態電解質電池。轎車底部分別安裝了兩個250升的容器，總容量到達500升，為電機供給動力。新QUANT e-Sportlimousine經過四個電動機完成四輪驅動，其最大功率1090馬力(801.69 kW)，最高額外電壓到達735V，極速到達300km/h之上，續航路程到達800km之上，傳動體系配備2擋主動變速箱。此前QUANT e-Sportlimousine的緩沖體系可以繼續供給50安培的電流，而在QUANT F上，這種緩沖體系在必要時能短時供給2000安培以上的電流。

該鋰電池體系的優勢之一在于其選用體積較大的電池倉，也就意味著有著更高的能量密度。600V額外電壓和50A額外電流下，該體系能不斷輸出30千瓦的最大功率。鋰電池將電化學蓄電池以及燃料電池的各個方面相結合，相比為當今電動轎車供給動力的鋰離子電池技能而言，其功能高出4倍。希望量產版別提前與我們碰頭。

3、QUANTiNO車型

2015年日內瓦國際車展上，來自列支敦士登的nanoFlowcell公司向大家展示他們的全新概念車型：QUANTiNO。QUANTiNO是一款使用鋰電池技能開發的電動跑車，最高時速可達200公里/小時，續航路程約為1000公里。它的額外電壓為48V，可輸出最大輸出功率105kW。（這個車型和上邊車型電池體系串并聯方法可能有變，這個車的額外電壓只要48V，上邊兩個車型均為600V）