全球能源企業Shell正式發表全新「Triple10 Challenge」概念車,藉由全新的電池熱管理技術,提出不同於現今電動車市場發展方向的新世代設計理念,相較於近年車廠持續追求更大容量電池、更長續航里程的策略,Shell認為未來主流平價電動車應回歸高效率、快速充電與降低全生命週期碳排放三大核心,因此打造這款具備完整道路行駛能力的概念驗證車(Project Vehicle),希望證明透過現有且具備量產潛力的技術,即可讓小型電動車同時兼顧效率、充電速度、成本以及永續發展。
Triple10名稱正代表Shell設定的三項關鍵目標,包括使用175kW直流快速充電器即可在10分鐘內完成充電、能源效率達到每度電行駛10公里(10km/kWh),以及整車全生命週期二氧化碳排放控制在10公噸CO2e。Shell表示,這三項指標並非各自獨立,而是透過全新的熱管理架構互相影響、形成正向循環,進一步改善整體電動車設計。
Shell同時指出,Triple10 Challenge也是展示旗下電動車相關技術的重要平台,包括Shell Recharge充電服務、熱管理流體、電池技術以及潤滑產品,未來將整合成完整的電動車生態系方案,服務企業與一般消費市場,原有的Shell EV-Plus品牌也將正式退場,全面整合至Shell Recharge品牌之下。
Triple10 Challenge最大的技術突破,在於全新的「浸沒式(Immersive)電池冷卻系統」,Shell與英國工程公司RML共同開發全新的32kWh可用容量電池模組,採用兩組圓柱形電芯,並直接浸泡於Shell自行研發的介電冷卻液(Dielectric Fluid)中,由於介電液不導電,因此可直接接觸電池電芯,與目前多數電動車利用水乙二醇冷卻液經由冷卻板與管路間接散熱的方式截然不同。
Shell表示,直接浸沒冷卻可大幅提升熱交換效率,使電池長時間維持最佳工作溫度,因此即使持續進行高速充電,也不容易因溫度過高而限制充電功率。
Shell能源應用測試經理Toby Rockstroh指出,目前不少電動車雖然可短暫達到300kW以上的峰值充電功率,但隨著電芯溫度快速接近攝氏60度,電池管理系統便會主動降低電流與充電功率,以避免電池劣化,因此高功率往往只能維持短短幾分鐘。
然而Triple10 Challenge透過浸沒式冷卻,大幅消除熱限制,因此能在一般175kW公共快速充電設備下,全程維持175kW充電功率,從10%充至80%僅需9分54秒,真正達成「10分鐘快充」目標,而不必依賴目前仍相對稀少的300kW以上超高速充電站。
Shell更表示,相較一般電動車於175kW充電器平均每分鐘約增加13公里續航力,Triple10 Challenge每分鐘可補充約24公里續航,充電效率提升接近90%。

除了充電速度外,全新的熱管理架構也重新設計整套車輛冷卻系統,傳統電動車通常需要分別替電池、驅動馬達以及電力電子系統配置不同散熱架構,而Triple10採用單一冷卻迴路(Single-Circuit Cooling Architecture),利用同一套Shell Recharge熱管理流體完成所有系統散熱。
冷卻液先流經電池吸收熱量,離開時溫度約50°C,再繼續流向前方驅動馬達與電力電子模組,由於這些元件可承受更高工作溫度,因此最後再透過一般水乙二醇散熱器將熱能排出,不需要額外配置特殊散熱器、泵浦、閥件、熱交換器或複雜管路。
Shell表示,此設計不僅降低系統重量,也減少零件數量與製造成本,同時簡化維修流程。此外,更有效率且穩定的散熱能力,也能提高再生煞車能量回收效率,使整體能源使用更加完善,進一步提升續航表現。
安全方面,Shell指出,由於電池溫度控制更加穩定,也能有效降低熱失控(Thermal Runaway)風險,即使單一電芯受損,也較不容易引發連鎖反應,提高整體電池安全性,維修性亦同步改善。Rockstroh表示,目前許多電池模組利用大量膠材與導熱膏固定,拆解相當困難,而Triple10只需將冷卻液抽出即可拆開電池外殼,直接更換模組,大幅提升可維修性與後續回收效率。Shell認為,目前市場過度追求長續航,反而導致電池越做越大,使整車重量、成本以及碳排同步增加,Triple10則提出另一種思維:透過更好的熱管理、更高效率與更快充電速度,即使使用較小容量電池,仍能提供符合日常使用需求的便利性。Shell表示,Triple10目標能源效率達到10km/kWh,相較目前許多新世代電動車,整體能源效率提升超過30%,由於電池模組更精簡、模組數量更少,加上簡化電池外殼與冷卻系統,整組電池成本可望較傳統電動車降低約25%。
車體底盤採用再生鋁材,其生產碳排僅約為原生鋁的10%;車頂與輪圈使用回收碳纖維製成;車內座椅與內裝則採用天然亞麻纖維等永續材料,Shell估計若搭配100%再生能源供電進行充電,Triple10全生命週期碳排約為10公噸CO2e,相較目前歐洲市場一般純電動車平均可降低約50%。外觀方面,Triple10採用小型五門掀背車設計,車頭配備橫貫式LED燈條、垂直車頭造型、數位後視鏡、隱藏式車門把手與低風阻輪圈,整體以空氣力學與效率作為設計重點,車內則採極簡化布局,可見旋鈕式排檔設計,符合都會電動車定位。

Triple10 Challenge由多家英國工程企業共同完成,RML負責電池架構設計與整合,Empel Systems開發高效率馬達與驅動單元,HORIBA MIRA則負責整車整合、驗證與測試,並透過Vehicle Thermal and Electrical Optimisation System(VTEOS)平台,在模擬全球各種極端氣候條件下驗證單一冷卻架構可行性,同時證明其可直接搭配現有傳統散熱器使用。Shell表示,Triple10並非首次投入高效率交通工具開發,包括2016年的Project M都會概念車、2018年起持續發展的Starship高效率貨車計畫,以及與中國一汽解放合作的Starship Hybrid混合動力卡車,都持續推動高效率交通技術。此外,Shell舉辦超過40年的Shell Eco-marathon,也長期支持全球學生打造世界最高效率車輛。
面對身為全球大型石油天然氣企業,仍積極投入電動車技術可能引發的「漂綠」質疑,Shell表示,公司理解外界批評,但Triple10的目的並非形象宣傳,而是希望展示目前已具備量產潛力的技術,證明透過更高效率的熱管理、輕量化設計與永續材料,即使不依賴超大容量電池,也能打造充電更快、效率更高、成本更低,同時兼顧環境永續的新世代主流電動車,為未來平價電動車發展提供另一種值得市場參考的新方向。
延伸閱讀: