全球首台太阳能汽车即将量产了,要达到规模商业化还需要哪些条件?

闭门造车 2022-11-19
2745 字丨阅读本文需 7 分钟

远程新能源商用车集团在品牌日上展示了旗下首款应用太阳能车端技术的新物种——远程超级VAN,通过光伏技术和生物基环保塑料应用以及零部件的循环再制造,打造远程首款“0碳示范车”。同时,远程还推出光伏增程式电驱动技术路线,首批覆盖厢货车、冷藏车、旅居车三款增程式光伏轻卡车型。

针对不同应用场景,远程光伏发电方案提供两套控制策略,既能满足车辆的低压用电需求,也能满足车辆间歇式行驶场景下为高压电池反充供电的需求。据测算,以浙江等四类地区辐照为例,增程式光伏轻卡每年最多可发3285度电,在中午司机休息1小时期间,翼展货厢立面可展开,获得更大的发电量。此外,远程还将使用钙钛矿光伏技术,极大提高发电效率,光伏车年发电量将增加至4891度,并且能为动力电池充电,可提升纯电动轻卡15%以上的续航。

在国家双碳战略下,商用车新能源转型已成必然趋势,而我国光伏绿电资源丰富、清洁无污染,是解决能耗难题、减少污染排放的重要技术路线。据专家预测,今年我国新增光伏装机可达一亿千瓦左右,到今年年底光伏装机或将超过风电装机总量,成为最大的非石化能源。依据当前光伏技术发展方向,远程正投入自研高压架构及动力电池充电模式,能最大化太阳光伏电池发电效率及供电能力,推动光伏汽车产业化发展。

全球首台太阳能汽车2023年量产

近期,全球首台太阳能电动车——Sono Motors太阳能电动汽车推出,预计2023年投产,目前订单已超2万台,目标是在2023年下半年开始向德国,奥地利和瑞士的消费者交付。

这是一家德国慕尼黑初创公司所设计的新能源车,产品进度一直备受外媒关注。该太阳能电动车宣布推出后,在市场反响巨大,这意味着在汽车行业,清洁能源汽车有希望进一步革新,采用更加清洁且有潜力的太阳能进行供电。

很多人不免在想,以后电动车会不会不香了?难道太阳能车才是下一个方向?

太阳能汽车的发展其实早有原型,但囿于技术难关(包括如何解决不稳定的太阳能供应),发展速度远远比不上插入电网充电的电动汽车,更何况还可以研发混合动力汽车(HEV)这类产品,解决续航问题。

种种原因之下,多年发展,太阳能车却始终不温不火。

在以往,对于汽车使用太阳能这件事,我们惯常的认知是,厂商没有在车顶上安装太阳能电池板来为电池充电,是因为从理论来看,一个小型屋顶太阳能电池板得需要几个月,才能满足汽车的行驶需求,效率太低。

更何况,小型太阳能电池板产生的电力,跟EV电池需求并不兼容,所以太阳能电车这件事也一直没落地,即使有公司在研究,众人也是怀疑大过肯定。

但显然,从Sion EV有希望落地的产品来看,惯性思维和固守成见容易落入窠臼。

作为一款紧凑型、五门、适合家庭使用的轿车,Sion EV外壳将由456个集成太阳能半电池组成,用于收集太阳能量,从而实现自给自足。Sion EV动力方面也比较灵活,跟所有其他电动汽车一样,从专用的I,II或III级(CCS)充电器充电,单个电动机的续航里程约为180英里,如果用的是III级,电池能在一小时内充满电。

有人说这是理论值,但其实从实际来看同样可行。

从美国市场来看,车主不会等到车完全没电了才去充,根据Sono方面的说法,该车的54千瓦时磷酸铁锂电池续航里程约为190英里。因为通过太阳能充电,差不多每周能增加245公里的续航里程(每天充电的情况下)。

针对美国地区的阳光和用户使用情况,Sono预计用户基本能做到行驶当中的一半里程都是免费,还完全可再生。

此外,Sion采用双向充电技术,允许通勤者使用存储在电池中的能量(约11千瓦)为家庭或其他电子设备供电,不能说是不方便。

Sono不是第一家做太阳能电动车的公司,在几个月前,荷兰的一家公司同样宣布了自己的太阳能车。

Lightyear是一家2016年在荷兰成立的初创公司,于2019年首次亮相旗下太阳能概念车。据报道,这家公司也将于今年交付第一辆太阳能汽车。

不同于Sono量产的MPV车型,Lightyear定位家庭轿车,该汽车充电一次可行驶600+公里,照射1小时可为车辆增加9公里行驶里程。该公司的负责人表示:电动汽车是新能源车这个阶段的发展,下一个发展可能是太阳能电动汽车。

根据国外科技媒体techcrunch报道,Lightyear昨天宣布已经筹集了8600万欧元资金,并打算在今年开始生产第一辆车,而在此前,Lightyear已经筹集了超过1亿美元的资金。

对于太阳能车来说,囿于技术局限性,过去很多年一直并未发展得很好。虽然不少行业人士认为这仍是个新事物,但就电动新能源汽车来看,从落地到量产到逐渐增加的市场份额,新能源车的靴子一旦落地,一切水到渠成。

谁又知道太阳能汽车不是下一个风口呢。

商业化还需要哪些条件?

实现这一平衡共有5个前提条件,我把这五个条件缩写为HOBS-5%:

第一个条件是车辆的度电公里数(”H”, high in km/kwh)。目前一般一辆乘用车的度电公里数为12,理论值在8-10,甚至更低,这样,就对太阳能的发电量提出很高要求。现阶段的太阳能发电仅能达到日均1-2度电,这种情况下,一天好几个小时的发电还不够一脚加速的耗电,商业逻辑不成立。但是,如果随着车身轻量化,度电公里数达到20甚至25?太阳能一天的发电量达到2-3度电,那么这一平衡就成立了。

第二点就是车辆肯定要有长时间接触阳光的时间(“O”,outdoor exposure)。一般算来,建筑或者地面太阳能都以每日4-5小时来计算发电量,车辆是否有足够的时间接触光照?总体来看,虽然大城市地下车库更多,从全球来看,大量车辆是有长时间机会处于阳光下的。

第三点是车辆共太阳能铺装面积要足够大(“B”, big space for solar) 。这一点对车型提出了要求,如果一个车体的投影面积比较小,那么太阳能的铺装面积就会比较小,从而导致发电量不佳。从车型的角度来说,车型越方正,顶面越大越利于太阳能的铺设,也利于发电。

第四是车辆的使用场景尽可能为短途(“S”, short trip)。车辆的度电公里数当然与车身直接相关,但是车辆的应用场景,即日均行驶里程直接相关。一般来说,大部分人日均行驶里程不超过40km,如果按照度电公里数为20来算,即每日耗电量为2度,如果有合适的太阳能铺设面积,和足够的触光时间,那么太阳能车辆是完全可行的。

最后但也是很重要的一点,就是成本(“5%”, 成本占比在车辆总成本的5%以下)。好的技术如果要能商业化应用,一定要有一个合适的成本占比。经过我们的研究,太阳能系统占整车的成本最好不要超过5%,当然,越低越好。

如果HOBS- 5%这五个条件都满足时,太阳能系统会是车辆很有效果的能量来源,且不说无感充电给使用者带来的美好体验,也不去计算随时充电可以降低车辆的锂电池配置容量,单单是太阳能可以提供源源不断的免费电力,就可以让它成为一种非常好的车载能源供应方式。

值得注意的是,太阳能车辆符合光伏和车辆两个行业的发展方向:随着光伏组件的效率不断提升,车身轻量化的不断创新,这两个行业的交汇一定会在可见的未来出现。

20年内太阳能汽车有望实现商用

谈及太阳电池的应用,李永舫院士介绍道,从日常使用的计算器到共享单车,甚至是公园里面的座椅上,都有可能用到太阳能电池板。用得比较多的则是在建筑物的屋顶或外墙上,也就是所谓的“光伏建筑一体化”。“比如说雄安高铁站建了一个光伏的屋顶,每年都有很大的发电量,可以为该站提供一定的电力供应。”

他同时预测,再过十年、二十年,太阳能就可以用在汽车上,“就是汽车上可以铺上太阳能电池板,平常在外面就可以充电。初期可以作为新能源汽车的一个补充,比如原来没有太阳能电池能开100公里、200公里,用了太阳能可能开300公里。”

李永舫院士表示,在我国双碳目标下,光伏产业还有很大的发展空间。“清洁能源的全覆盖,是我们人类的一个愿景,我估计一百年左右可以实现。”

文章来源: 三秦都市报,财经早餐,能源杂志,远程汽车

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