为什么新能源汽车不利用太阳能发电给车充电?

导语

是道破了一个偌大商机还是我们的异想天开?

这是一道看上去很美的脑洞题,在现实中难以实现,然后,这也许是未来的一道答案,成为现实,为什么这么说?且往下看。

我们先把目光聚焦在太阳能技术谁应用的最好:世界上应用太阳能技术驱动汽车,做得比较极致的,要数SunSwif团队。他们于2012年打造出一辆名为eVe的太阳能跑车,在2016年获得澳大利亚政府审核,允许合法上路。

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该车可以以每小时99.7km/h的时速行驶超过482.8km,胜过当年(2014年)以88.5km/h时速行驶相同距离的特斯拉Model S 85D。曾以单次充满电测试,在106.966 km/h的平均速度下行驶500km,刷新世界纪录。

eVe在太阳下直晒8个小时(无阴天,无遮挡,阳光充足),通过转换效率为22.7%的太阳能板,发挥800W最大功率,存储电能可支持车辆行驶2小时。

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同时,这辆车的自重只有317kg,车身由TeXtreme碳纤维打造,轮毂则由碳纤维和铝制成,搭载的松下电池组自重59kg。很显然,这是一辆极尽轻量化之能事,为了刷记录而存在的车型。

轻量化是一方面,增加尽可能多的太阳能板以吸收更多能量是该车的最根本要务,如下图所示:eVe的车身上,能贴太阳能板的地方都不放过。

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尽管在轻量化和太阳能板最大功率开发上下这么的功夫,eVe在炽烈阳光下曝晒8小时,也才只能提供2小时的行驶保证(且不论是何等速度行驶,也不论该车支持插电充电,只论太阳能范畴),这一性能指标完全不能满足人们日常出行需求(日照时间不能保证且太长,停车地点难以保证毫无遮挡)。

况且打造eVe的成本极高,SunSwif团队花了50万美元研制成功,量产化仅在摸索当中。

看到这儿,你大概会理解,为什么题目中所问,是一道脑洞题了,在量产车型中,也确有利用太阳能技术的车型,只不过实现的是其他功能,在此不妨借机介绍给大家了解。

首先,应用太阳能技术的量产新能源车型,绕不过全球累计销量突破1000万辆的丰田普锐斯(2016年在华仅销售出76量,形成巨大反差,也是一景儿)。

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在全球范围内,形成巨大影响力的普锐斯,依靠其搭载的混动技术,实现了低油耗、高性价比的车型特点,同时在其他节能应用上,勇于尝试,其中太阳能天窗就是一项。

普锐斯的太阳能天窗应用原理很简单,看下图即可。

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看似很棒的演示,在使用过程中其实会遇到诸多不便。比如太阳能电力仅能启动鼓风机,将车内外空气进行交换,也就是说用车外的热空气替换车内更热的空气,无法起到制冷效果。

再者,使用遥控钥匙远程启动空调,需要满足一个条件,即镍氢电池组电量需在3格或以上才会启动,每次启动只工作3分钟——为了保护电池寿命。这样的话,使用场景受限,且车内温度难以得到大幅度降低。

另外,太阳能天窗会因天气、日照量、有无遮挡物等条件的影响,停止启动。

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看似美好的配置,可以使用,降温效果会有,但是受限条件太多,实际体验不能一步到位,原因在于太阳能电力无力启动空调压缩机,而这,与太阳能天窗最大功率和光电转换效率有关。

下图为主要的太阳能技术一览。

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普锐斯所使用的太阳能天窗材料为多晶硅电池,面积0.405㎡,单元转换效率16.5%(尚不足表中的19%),整个面板的最大输出功率仅为56W,而车载空调压缩机功率至少也在2kW以上,差距太为悬殊,完全带不动。

就算近期丰田与松下合作的单晶硅HIT技术太阳能天窗,最大功率也才180W,距离带动空调压缩机的功率同样相差甚远(仅能为12V的8.8kWh容量车载锂离子电池充电)。

其实,早在1992年,马自达929车型已经开始装配了太阳能电池,为风扇提供电能,此后的奥迪A6 Allroad,第一代斯柯达昊锐顶配,福特的C-Max Solar Energi概念车等等车型均装配了太阳能电池,但遗憾的是,功能上不外乎为风扇提供电能。

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近期太阳能电池技术又有爆料,奥迪宣布与汉能集团旗下美国全资子公司阿尔塔设备公司(Alta Devices)合作开发薄膜太阳能电池技术,使用的是上表中成本最高的砷化镓电池,光电转换效率最高,预计太阳能面板功率300W左右,按照一年累计最大发电量为400-500kWh算,足够驱动车辆行驶2600-3300km,而一般车辆年行驶里程在15000km左右。

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可见,近期来看,新能源汽车完全依靠太阳能发电行驶,并不现实,作为辅助能源增程或节约燃油消耗是可行之道。在新能源深化应用的世界大潮流下,各车企纷纷设立新能源车型的生产销售进度表,或许,未来呈现的能源利用方式会根据技术的突破和综合利用,变得不那么单一,也许,如今的脑洞题在不久之未来,摇身一变,成为了答案。

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