高耐溫電容令電動汽車更可靠

作為技術戰略委員會所扶持的先進儲能電容器項目中的一部分，工程師們日前公布了一款全新的電容器設計，該電容器能夠更好地控制電動汽車的溫度。

當提到電容器這個概念的時候，人們首先想到的是像電池組這類超級電容器，但真正意義上的電容器有所不同，它們能量密度非常小，只能儲存微量的電能。電動汽車的電流轉換器需要把直流電轉化成交流電，雖然電容器一次性儲存的電量非常少，但已經足夠支持電流轉換器的正常工作，然后再控制三極管產生大電流，為交流電機馬達提供所需電能。

以前的研究表明，到2050年電動汽車在整個汽車市場中的占有率將突破50%，但來自國家物理實驗室（NPL）的消息稱，因為現有的電容器無法很好的控制溫度，而導致部分零部件過熱，使得電動汽車的可靠性大大降低，這一預期也難以實現。上述信息聽起來也許略顯奇怪，畢竟很多人會說目前我們已經設計制造出很多成功的電動汽車和混合動力汽車，像豐田RAV4電動車型，而且電容器也在汽車上使用了幾十年，它們的性能沒有問題；這種說法也沒有很大的問題，一項新型技術的出現并不意味著要把相關的傳統技術貶低得一文不值，這款全新的電容器更是如此，它的使用可以提升電動汽車的性能，但到目前為止它也并非電動汽車的必需品。

這款全新電容器由國家物理實驗室研發，命名為HITECA，直到溫度高達200攝氏度，它都能以接近最佳效能的狀態工作，而傳統電容器的平均正常工作溫度上限僅為60攝氏度；換句話說，此款電容器增大了正常工作的溫度范圍，因而提高了效能，并且降低了維護要求。國家實驗室正在努力尋找工業合作伙伴，以求早日為該產品申請專利，目前對其感興趣的不乏瑪麗女皇學院等高等院校和Valeo、Syfer等知名公司。

電動汽車上的很多零部件要產生熱量是理所當然的，包括驅動馬達、交流直流轉換器和電池組，散發的熱量多集中在引擎罩下，最終引起更多零部件的溫度上升，影響零部件的工作效率，降低整車的運轉效率。在設計開發該電容器的過程中，研發團隊嘗試了多種無鉛材料，不斷調整各種成分的比例，以及采用各式各樣的加工工藝，例如通過先進的測量技術獲得高溫下的電流數據，才確定了候選材料；再對候選材料進行更深層次的優化，最終確定了含有鐵酸鉍（BiFeO3）的陶瓷材料。

不論是從價格方面還是保護環境方向考慮，電動汽車都存在著非常巨大的發展空間，但當今的相關技術水平一定程度上制約著它的發展。隨著耐高溫電容器的不斷推廣，我們相信又一重大技術難關被攻破，為電動汽車占據主流汽車市場做好了充作的準備。