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新能源汽車為何不利用太陽能發電給車充電呢?

鉅大LARGE  |  點擊量:1290次  |  2021年06月16日  

這是一道看上去很美的腦洞題,在現實中難以實現,然后,這也許是未來的一道答案,成為現實,為何這么說?且往下看。


我們先把目光聚焦在太陽能技術誰應用的最好:世界上應用太陽能技術驅動汽車,做得比較極致的,要數SunSwif團隊。他們于2012年打造出一輛名為eVe的太陽能跑車,在2016年獲得澳大利亞政府審核,允許合法上路。


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該車可以以每小時99.7km/h的時速行駛超過482.8km,勝過當年(2014年)以88.5km/h時速行駛相同距離的特斯拉ModelS85D。曾以單次充滿電測試,在106.966km/h的平均速度下行駛500km,刷新世界紀錄。


eVe在太陽下直曬8個小時(無陰天,無遮擋,陽光充足),通過轉換效率為22.7%的太陽能板,發揮800W最大功率,存儲電能可支持車輛行駛2小時。

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同時,這輛車的自重只有317kg,車身由TeXtreme碳纖維打造,輪轂則由碳纖維和鋁制成,搭載的松下電池組自重59kg。很顯然,這是一輛極盡輕量化之能事,為了刷記錄而存在的車型。


輕量化是一方面,新增盡可能多的太陽能板以吸收更多能量是該車的最根本要務,


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盡管在輕量化和太陽能板最大功率開發上下這么的功夫,eVe在熾烈陽光下曝曬8小時,也才只能供應2小時的行駛保證(且不論是何等速度行駛,也不論該車支持插電充電,只論太陽能范疇),這一性能指標完全不能滿足人們日常出行需求(日照時間不能保證且太長,停車地點難以保證毫無遮擋)。

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況且打造eVe的成本極高,SunSwif團隊花了50萬美元研制成功,量產化僅在摸索當中。


看到這兒,你大概會理解,為何題目中所問,是一道腦洞題了,在量產車型中,也確有利用太陽能技術的車型,只不過實現的是其他功能,在此不妨借機介紹給大家了解。


首先,應用太陽能技術的量產新能源車型,繞不過全球累計銷量突破1000萬輛的豐田普銳斯(2016年在華僅銷售出76量,形成巨大反差,也是一景兒)。


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在全球范圍內,形成巨大影響力的普銳斯,依靠其搭載的混動技術,實現了低油耗、高性價比的車型特點,同時在其他節能應用上,勇于嘗試,其中太陽能天窗就是一項。


普銳斯的太陽能天窗應用原理很簡單,看下圖即可。


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看似很棒的演示,在使用過程中其實會遇到諸多不便。比如太陽能電力僅能啟動鼓風機,將車內外空氣進行交換,也就是說用車外的熱空氣替換車內更熱的空氣,無法起到制冷效果。


再者,使用遙控鑰匙遠程啟動空調,要滿足一個條件,即鎳氫電池組電量需在3格或以上才會啟動,每次啟動只工作3分鐘為了保護電池壽命。這樣的話,使用場景受限,且車內溫度難以得到大幅度降低。


另外,太陽能天窗會因天氣、日照量、有無遮擋物等條件的影響,停止啟動。


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看似美好的配置,可以使用,降溫效果會有,但是受限條件太多,實際體驗不能一步到位,原因在于太陽能電力無力啟動空調壓縮機,而這,與太陽能天窗最大功率和光電轉換效率有關。


下圖為重要的太陽能技術一覽。


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普銳斯所使用的太陽能天窗材料為多晶硅電池,面積0.405㎡,單元轉換效率16.5%(尚不足表中的19%),整個面板的最大輸出功率僅為56W,而車載空調壓縮機功率至少也在2kW以上,差距太為懸殊,完全帶不動。


就算近期豐田與松下合作的單晶硅HIT技術太陽能天窗,最大功率也才180W,距離帶動空調壓縮機的功率同樣相差甚遠(僅能為12V的8.8kWh容量車載鋰離子電池充電)。


其實,早在1992年,馬自達929車型已經開始裝配了太陽能電池,為風扇供應電能,此后的奧迪A6Allroad,第一代斯柯達昊銳頂配,福特的C-MaxSolarEnergi概念車等等車型均裝配了太陽能電池,但遺憾的是,功能上不外乎為風扇供應電能。


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近期太陽能電池技術又有爆料,奧迪宣布與漢能集團旗下美國全資子公司阿爾塔設備公司(AltaDevices)合作開發薄膜太陽能電池技術,使用的是上表中成本最高的砷化鎵電池,光電轉換效率最高,預計太陽能面板功率300W左右,按照一年累計最大發電量為400-500kWh算,足夠驅動車輛行駛2600-3300km,而一般車輛年行駛里程在15000km左右。


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可見,近期來看,新能源汽車完全依靠太陽能發電行駛,并不現實,作為輔助能源增程或節約燃油消耗是可行之道。在新能源深化應用的世界大潮流下,各車企紛紛設立新能源車型的生產銷售進度表,或許,未來呈現的能源利用方式會根據技術的突破和綜合利用,變得不那么單一,也許,如今的腦洞題在不久之未來,搖身一變,成為了答案。


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