純電動汽車延長續航距離的關鍵是什么？

“純電動汽車（EV）用起來到底怎么樣？”

應該有很多讀者都有這種疑問。

EV與汽油車相比運行成本低，不排放破壞環境的有害物質（二氧化碳和氮氧化物），作為汽車的未來形態頻繁成為熱門話題。另外，發生災害時還能當電源使用，所以在東日本大地震后關注度進一步升高。

但如果被人問“想買嗎？”，則很難點頭。目前在街上EV也確實還不多見。

消費者猶豫要不要買的主要原因應該是充電一次可行駛的續航距離太短。例如，2013年8月日產汽車官網上記載的EV“LEAF”（中國名：聆風）的官方續航距離（JC08模式）為228km。比過去大幅延長，理想的情況下能在東京-宇都宮間往返。

另外，還存在充電基礎設施的問題。電池沒電了怎么辦？而且使用期間充電電池還會劣化。不消除這些擔憂，EV就難以普及。

筆者前不久碰巧乘坐了一次EV出租車。慶幸之余，筆者問出租車司機，“純電動汽車怎么樣啊？”。“啊，冷天電池消耗尤其快。暖氣好像很費電”。

這個回答有點令筆者意外。EV提高燃效的關鍵在于暖氣。自19世紀后半期發明汽車后，100多年來一直是通過發動機這一內燃機構燃燒燃料，把燃燒獲得的能量轉換成動力來驅動汽車。

為了不讓發動機過熱，會邊通過冷卻裝置冷卻邊行駛，因此我們一直含糊地認為“熱”是個障礙。但在EV時代，“熱”則變得非常寶貴。筆者重新認識了這一點。

隨著EV時代的到來，有一項技術被重點提出。那就是蓄熱技術。雖然作為驅動源的充電電池也發熱，但與發動機的發熱相比并不大。現在車內暖氣使用的發動機余熱的喪失，意味著冬天提高EV續航距離需要其他的新熱源。實現這一點的要素技術之一就是蓄熱技術。

行業的目標值是1000kJ/kg

冬天為了使車內保持一定的溫度，EV的用電量容易增大。因為外部空氣與車內的溫差有可能比夏天還大。

例如，室外溫度零下時，要想使車內溫度保持在20℃左右，溫差就超過了20℃。當然，夏天的冷氣也消耗電力，但假如在室外溫度為35℃時把車內溫度設定為25℃，其溫差也只有10℃。為了冬天不過度消耗充電電池中存儲的電力，確保新的熱源也是純電動汽車不可或缺的重要技術。因此，眾多汽車廠商對新蓄熱技術的出現給予了熱切關注。

如果能開發出具備高蓄熱特性的新技術，其涉及的應用領域不僅僅是EV。以家庭和辦公室等使用夜間電力的冷暖氣系統為首，有望廣泛用作社會整體的能源對策。

表示蓄熱技術特性的指標之一是蓄熱密度，是指1kg材料能存儲多少熱量，單位為“kJ/kg”。

為將來用于EV，作為汽車相關行業研發目標之一的蓄熱密度為低溫區（0～100℃）“1000kJ/kg”。當然，使用大量蓄熱材料（介質）就能大量蓄熱，但配備于汽車的話，最好能以盡量小的重量和體積大量蓄熱。因此，作為未來目標，提出了1000kJ/kg的目標值。當然，這并不是能立即實現的值，“1000”這個數字只是目前的挑戰目標。

那么，這個數值究竟是什么水平呢？以最常見的蓄熱材料（介質）“水（H2O）”為例，我們在小學的自然科學課上學習過，“世界上升降溫最慢的物質就是水”。實際上，無論是冬天使用的“熱水袋”，還是利用夜間電力的“冰蓄冷”，都利用了水作為蓄熱材料的效果。水的蓄熱密度在低溫區約為340～400kJ/kg。由此可知，實現1000kJ/kg需要使用蓄熱密度約為水的3倍的材料。

能以較輕的重量存儲大熱能的作用非常大。這與充電電池同理。如果能在較輕的重量中高效蓄熱，就有望用于有重量限制的汽車和飛機等。從身邊的例子來看，有停電后仍可使用的冰箱、保暖性出色的住宅、能長久保溫的暖瓶以及帶制冷劑的飯盒等，應用范圍非常廣。

實現目標的兩條路

通過輕松局部蓄熱，例如組合使用家用空調和蓄熱材料，利用夜間電力蓄熱的話，有望大幅節電，而且有助于耗電量的平均化。利用夜間電力制冰或燒水，用于白天的冷氣和暖氣的技術已經實現實用化。據估算，如果熱泵蓄熱中心利用夜間蓄熱，能把白天的最大用電量削減2成。

工業用途的蓄熱材料大多利用潛熱蓄熱材料。潛熱蓄熱材料是指，從液體變為固體，或從固體變為液體時，能存儲或釋放熱能的物質。

例如，把滿滿一桶水放在零下30℃的溫度下，水會逐漸結冰。但在完全凍住之前，桶中的水溫為0℃。也就是說，水會持續釋放0℃的熱能。反之，把滿滿一桶冰放在零上30℃的溫度下，在冰完全融化之前，桶內的水溫也保持在0℃。水處于持續吸熱（蓄熱）的狀態。