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雷神的锤子为什么威力这么大?因为是电动的!

作者:果壳网 来源:果壳网 公众号
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08-11

对雷神的崇拜几乎是世界范围的,在北欧神话中雷神托尔就是相当重要的神,是北方日耳曼人、芬兰人和列多尼人对放电现象的神化。托尔驾着由山羊坦格乔斯特和坦格里斯尼尔拉着的羊车,手上的雷神之锤姆乔尔尼尔就是神力无穷的闪电之源。“你是电,你是光,你是唯一的神话”被传唱了这么久,“电”可以说是最深入人心的自然现象。

Thor's Fight with the Giants (1872) by Mårten Eskil Winge 来源:wikipedia


闪电不是瘦成的,而是胖出来的


在神话中,闪电似乎是来自天神的神力魔法;而在科学的注视下,闪电却只是简单地来自静电电荷的堆积。气流在雷雨云中会因为水分子的摩擦导致电荷转移,产生正负两种静电,正电堆积在云的上端,而负电处在云的下端吸引地面上的正电荷。然而云和地面之间的空气都是绝缘体,会阻止两极的电荷接触产生电流。不过压抑太久也是要爆发的,当雷雨云里的电荷和地面上的电荷累积成两团“静电大胖子“时,俩胖子会冲破空气的阻碍相接触形成强大的电流。激烈的电荷中和作用会放出大量的光和热,这些放出的光就形成了“闪电”[1]。广泛被应用的避雷针等接闪器,就是利用地面突出物更容易被闪电穿透的特质,很好地将闪电引入了地下。同样突出的雷神之锤在召唤闪电时也引导了电流,几乎是避雷针的终极反向操作。



神的孩子会“玩电”,从古至今都不变


雷电不仅仅是神仙打架的工具,人类也和电“纠缠”了至少几千年。公元前600年左右,希腊七贤之一的泰勒斯记录了他摩擦动物皮毛时对静电的观察,到 1600年英国科学家威廉·吉尔伯特发明了人类历史上第一个电学仪器——静电计。后来,亚力山德罗·伏特发明了电池、安德烈·安培创立了电磁学、迈克尔·法拉第发明了电动机。


到了19世纪末,电第一次被应用在车上。第一台三轮电动汽车由法国工程师Gustave Trouve 装配,它采用铅酸蓄电池供电并由0.1hp的直流电动机驱动,但是续航只有16km。不过随着电力系统的普及,后来电动车的顺风顺水——相比同时代的蒸汽车和汽油车,电动车以其没有震动和废气,也没有巨大噪音而倍受青睐。但是随着燃油机的后来居上,早期的电动车日渐式微。到了21世纪,因为化石能源枯竭和环境问题,电动汽车再次崭露头角,而这一次电动车拿出来的杀手锏,就是性能更稳定,容量更大的电池。

世界上第一辆电动车,来源:wikipedia


要想“装住”电,得看“芯”态好不好


对电的相关研究历程,其实也见证了电池的发展。第一种真正大规模应用的可充电电池,就是我们现在还在用的铅酸蓄电池,它也是最开始被用在电动车上的动力来源。铅酸电池的优点在于电压稳定,造价低廉,能够大电流充放。但是当时给铅酸电池充电十分不便,体积太大不说,导线和电池外壳也半裸露在外面,要知道它含有重金属铅和腐蚀性强的硫酸,每一次充电都基本上是在毁容的边缘试探。后来又有了镍氢电池和镍镉电池,虽然他们也在电动车领域“陪跑”了很久,但能量密度低和自放电率较高(充满一段时间后电悄悄咪咪溜了一半)等问题[2]还是让这两款电池技术捉襟见肘。直到2010年,电动车领域出现了一匹“白马”——名声大噪的日产LEAF聆风它也是汽车历史上最畅销和具有高速公路功能的量产电动车,而锂电池技术则是日产LEAF聆风动车成功的buff。


锂电池和之前的充电电池们相比,可比那些“穷亲戚”高端多了:电压高,单电池电压达到3.6-3.7V,这要3个镍氢单电池才能达到;能量密度大,因为锂电池的材料很轻;几乎没有记忆效应,可以随时放随时充;自放电率很低……简直就是“优等生”!如果电动汽车用锂电池组成电池组,比镍氢电池更加简单,重量也更轻[3],这不正是电动汽车最合适不过的动力源么。不过,锂电池也是最“娇气”的充电电池,必须要设计保护电路以防止过度充电或过度放电,否则就会造成爆炸等危险。


锂电池工作原理[4]


而好鞍配好马,一个电力十足的灵魂也需要一个血统纯正的躯壳。东风日产轩逸·纯电就是基于日产LEAF聆风核心技术而打造的全新躯壳。

全新轩逸的流线型外观


和其他电动车不同,轩逸·纯电并没有简单地为了节约成本就从燃油车改造而来,而是诞生自与日产LEAF聆风相同的源生电动车平台——E-Platform。电池作为整车的核心,“给电池一个家”是重中之重。相比传统的“油改电”的电动车,E-Platform可以让电池更合理地布局在前后排座椅之下,不入侵发动机舱和行李舱,提供了更好的安全性。同时,轩逸·纯电具有136mm的离地间隙,这在同等车型中可以算是“大长腿”了,再结合电池包内横梁1170Mpa超高强钢,让强撞击下的电池也能safe & sound。

独特的E-Platform 电动车平台


安置好电池后就得把电池给用好。电池、电驱电控系统可以说是当今电动车的“三大件”,而日产独具更“懂电”的三电系统。

日产三电系统


轻量级拳击比赛因拳手灵动的步伐和精准的重击,成为更加考验技巧的搏击项目之一,要想兼顾力量大和体重轻谈何容易。 轩逸·纯电就像是一位出色的轻量级拳击选手,实现了电池轻量化和长续航双重保证,每一次出击(行)都稳健有力。它的电池采用的是“薄片型高效能三元锂离子电池”,加上高效动力总成和再生协调回收系统可以让高压的动力电池精准续航338km,百公里耗电仅为13.8kWh。电驱系统是电动车的肌肉关节系统,是保证驾驶的重要部分,其中电机是新能源汽车电驱的核心部分,电机输出扭矩的精确度对于电动车三电系统效率和性能的提升至关重要。如果扭矩产生了误差,需要牺牲更多电池能量来满足行程。这么高科技的电池还不能省就省?日产独有精密电机扭矩控制技术,可以完美控制扭矩精度,快速精确地响应操作,并保证动力输出充沛而平顺;在低电量情况下,亦能保持稳定的输出功率,跟“一脚刹车一脚油门”的窘境说886。要想跑完马拉松,中枢神经系统也不能少。轩逸·纯电拥有更好的电控系统,兼顾变速箱功能的同时,还要处理电机启动,电机发电和能量回归等特殊功能。LBC电池管理系统不仅管好电池,更能根据用户的驾驶习惯,计算实时准确的续航里程,让驾驶更加胸有成竹。


别看托尔可以远程召唤雷神之锤,轩逸·纯电也能通过手机APP进行车载全时导航,提供全天候无盲区的最佳路线导航;远程实时监控,查询电动车状态;查询充电桩等多个功能。

如果说雷神之锤的决胜法宝是粗犷地引流闪电并挥洒出去,那轩逸·纯电则是把“每一个电离子都用在刀刃上“,不论是对电池的高效管理,还是更好地从结构上进行优化电机电控技术,它都像是一把更加高效精准的雷神之锤,能对自身电力进行游刃有余的控制。愿你早日拥有一把“雷神之锤”,统领自己的阿斯加德仙宫。


敬请期待轩逸·纯电线下体验,8月11日起,北京、上海、广州、深圳、天津、杭州6城核心商场&店头互动体验活动相继满格启动,邀您一同开启未来汽车新生活!



[1] 罗霞, 陈渭民, 李照荣, 胡胜娟, & 李旭. (2007). 雷暴云电结构与闪电关系初探. 气象科学, 27(3), 280-286.

[2] 唐有根. (2007). 镍氢电池. 化学工业出版社.

[3] 吴宇平. (2004). 锂离子电池:应用与实践. 化学工业出版社材料科学与工程出版中心.

[4] 严晓辉, 徐玉杰, 纪律, 陈海生, & 谭春青. (2013). 我国大规模储能技术发展预测及分析. 中国电力, 46(8), 22-29.

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