柳暗花明又一村 ——常温超导在新能源汽车中的应用畅想

首先,驱动新能源汽车的电力供应将呈几何级数增长,而用电成本将大大下降。基于常温超导技术建立的电网将克服长距离输电过程中的损耗,使超远距离输配电更加经济可行。可以试想,在塔克拉玛干沙漠中建立的光伏电厂所发的绿色电能经过5000公里无损耗的输送,驱动东部消费者使用的电动车,其在成本、环保、减排等方面的优势将全面取代传统化石燃料。

其次,使用常温超导材料作为线圈的超导电机,具有零电阻特性,更高的载流能力,在给定空间内可以产生非常强的磁场,进而将驱动电机的尺寸与重量缩小到原来的1/2以下,并同时具有高功率密度、高效率、低振动噪音、过载能力强、不需要散热等优点。使用常温超导材料的驱动电机将促使新能源汽车的驱动性能、驾驶性能、刹车性能等提升到传统汽车无法企及的程度。

另一方面,如果技术可以发展到超导储能,其与电池相比就具有充放电速度快、无损耗、长期使用无衰减等优势。配合常温超导的充电设备,就能够实现充电5秒钟,行驶1000公里的梦想。而摆脱了充电速度慢,里程焦虑,以及电池寿命衰减的困恼,新能源汽车对于传统汽车的替代将毫无悬念。

最后,新能源汽车中为输送大电流的动力线束将被非常细的常温超导线束替代。通过显著降低线束的重量,实现整车和零部件系统的轻量化,能够进一步提升新能源汽车的续航里程与能效水平。

虽然常温超导材料具有如此多的颠覆性的技术优势,但其是否可以实现尚不确定。即使其技术原理和基础材料被验证,但性能特性是否能够满足车辆使用的特殊环境还需要进行大量工作。例如常温超导材料作为驱动电机的线圈材料是否能够经受车辆在道路行驶过程中的颠簸;如果将常温超导作为线束材料使用,是否具有做够的柔韧性和延伸性以满足整车布置的要求和安装工艺的要求;作为电池的替代,超导储能的安全性是否有保障;这些问题都需要长期的研究开发与验证。