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有了这个 电动车就不怕充电焦虑了?还得让技术飞一会儿!

06-23 13832 林炜斌  

最近一款“名不见经传”的新车吸引了全球的关注,那就是来自荷兰造车新势力Lightyear的——Lightyear 0。



这款新车之所以这么火,主要是因为它是目前最接近量产的太阳能汽车。



根据已知的资料,Lightyear 0与该公司的首款概念车Lightyear One有着非常密切的关系,在外观设计部分采用了与奔驰Vision EQXX相似的长尾水滴车身造型,风阻系数低至0.19Cd,只要没有别的厂商在今年抢先发布更厉害的产品,那么它就将成为世界上风阻系数最低的量产车。



另外作为一款纯电驱动车型,Lightyear 0可以依靠容量达60kWh的电池包提供WLTP工况下625km的续航里程。



由于车身覆盖件采用再生碳等环保轻量材质制造,它在减重方面的表现也颇值得关注,整车重量仅1575kg,几乎称得上是纯电动高级轿车中的路特斯了。


但Lightyear 0最受关注的不是风阻、车重和续航,而是覆盖车辆前盖、车顶和尾部风挡玻璃的大面积太阳能电池板。



这套尺寸达到5平方米的太阳能电池板将会为Lightyear 0提供充沛的电量,在停车甚至行驶时为车辆持续供电。


看到这样的消息,很多朋友都表示相当兴奋,因为电动车充电难的问题得到解决了!



但是,问题真“解决”了吗?


其实根据教授的了解,太阳能电池虽然可以为电动车持续补充电能,但要想以此技术实现“充电自由”恐怕还不太现实。



至于个中缘由,就要从太阳能发电这种技术开始说起了。

 

要谈到用太阳能发电“解决”电动车充电难的问题,首先要看功率。



只有在太阳能电池板能够稳定提供高功率电流的前提下,它们才能在使用的过程中真正做到让电动汽车摆脱充电桩。


那么Lightyear 0的太阳能电池能够提供怎样的充电性能呢?



根据车厂公布的数据,Lightyear 0的最大太阳能充电速度为每小时补充10km续航,换算成充电功率大约是1.05kW,比一般的家用慢充还要更慢~


换言之,要想靠太阳能将这组60kWh的动力电池充满,你需要合共57.14个小时的日照,哪怕是按照条件最佳的春秋季节昼夜平分计算,也得需要花费5天的时间。



效率低正是太阳能电池在汽车应用方面首先需要面对的问题。


太阳能电池的发电效率与它采用的材料密切相关,因为它主要是通过半导体的光电效应将太阳光照射在太阳能板上时半导体之间形成的电势差产生电流。而电池板中采用的半导体材料不同,它们能将太阳光照射的能量转化为电流的大小也不同。



如果用一个简单一点的术语解释,那就是转化率。太阳能电池板的转化率越高,意味着它生产电能的效率也高,在固定时间内能够提供的电量也就越多。


目前行业内采用的太阳能电池板普遍采用单晶硅、多晶硅、砷化镓以及非晶硅薄膜制成,目前对应材质的主流产品分别能够实现19.8-21%、18-18.5%、23%以及9%的转化率。


图片来自隆基股份官网


而这种低效率的问题并非一时三刻即可解决,在目前我国光伏产业已领先全球,但主流的单晶硅太阳能电池板发电效率也仅是约200W/㎡;除非在技术层面有巨大革命性的突破,或是寻找到碾压单晶硅、砷化镓的全新材料,不然这个发电效率很难得到实质性的提升。


图片来自隆基股份官网


也正是因为效率低,要想通过晒太阳获得足够的电量,就需要尽可能吸收大量的阳光,意味着需要超大面积的太阳能电池板。


就像下图这么大面积的太阳能电池板阵列,整个项目容量也只有20.44kW。


图片来自隆基股份官网


而Lightyear 0在车体铺设了面积达5平方米的太阳能电池板,覆盖了整个车头盖、车顶以及后风挡,而带来的发电功率也才1.05kW。



如果我们再将目光放到过往各大车厂或科研团队制造的试验型太阳能汽车,它们也无一例外地需要将太阳能电池板铺满整个车身顶部。



这样虽然能尽可能提高发电量,但也意味着你必须牺牲天窗以及后风挡,导致车内采光量不足,对乘坐舒适性来说可不是好事。



另外,当车身各处都铺满了太阳能电池板后,树上掉落的树枝、冰雹都可能会对这些电池板构成威胁;至于装在车头的电池板,恐怕一次稍微严重一些的追尾就可能报销过半。



另外,太阳能发电还离不开一个非常关键的问题——使用寿命。


根据了解,目前市场上主流的单晶硅组件在阳光充足的条件下工作,首50-100天热效率衰减幅度大约为2-3%,而此后每年衰减率大约为0.5-0.8%。


图片来自隆基股份官网


与通过良好的管理系统和使用习惯能够有效延长使用寿命的动力电池组不同,太阳能电池板在使用过程中的性能衰退是必然的,而衰减的速度仅取决于材料、使用环境、光照强度。


图片来自隆基股份官网


像Lightyear 0这样的太阳能汽车虽可以在新车状态时提供每天最多70km的清洁续航里程,但目前谁也不能确定它在两年、三年甚至更长时间之后还能保持这样的工作效果。



如此一来,太阳能汽车不仅有着消费者最担心可能会因性能衰减而需要更换的动力电池,还有数不清的可能需要定期更新以保持性能的太阳能电池板,那维护成本真不是一般人所能承受的。


而且太阳能发电还受制于地理环境和天气状态,Lightyear 0宣称每天70km的续航里程补充以及7个月充一次电的能力是建立在非常完美的天气条件下的。



也就是光照强且充足,没有云层遮挡。这样的气象条件,恐怕在除了戈壁沙漠以外的地方,一年中也只有个别季节的个别日子能够满足。


要是遇上像广东最近的那些连续阴雨天气,那车顶上的太阳能电池板恐怕就派不上什么用场了。 



除此之外,太阳能发电还受到阳光照射强度和角度的影响。


在一天时间里,太阳照射角度的变化以及随着时间变化,日出日落时阳光强度的变化都会对发电效率造成影响。在我们大部分人的真实用车场景下,能够做到每天补充70km续航的日子真是屈指可数。



而且要想最大限度地发挥太阳能电池板的作用,用户还需要将车长期停放在一个全天无遮挡,能够充分接受阳光辐射的户外开阔地;这样的使用条件在高楼林立的城市中也是难以实现的。



除此之外,制造成本也将成为太阳能汽车需要面对的一个重要问题。


如果单从太阳能电池板的材料看,在光伏发电产业规模如此庞大的今天,大批量生产已经将太阳能电池板的制造成本压到很低了。


图片来自隆基股份官网


以国内最成功的光伏企业隆基股份推出的硅片为例,规格最高的厚度160μm 尺寸为182mmX247mm的P型M10单晶硅片售价仅为人民币6.86元,折算下来1平方米面积的硅片采购成本仅约152.6元。


在原料成本得到很好地控制之后,太阳能电池板本身的市场终端售价也随之下降。目前市面上能买到的民用200W单晶硅太阳能电池板,每平方米售价也只有400元左右,其大批量采购成本预计还会更低。


图片来自隆基股份官网


但这仅代表普通民用平板式单元的价格,像Lightyear这样的太阳能车型需要让电池板贴合车身,要用到的是特殊的双曲面太阳能电池板;特殊要求的加入自然意味着对工艺的更高要求,价格也会随之提升。



再加上车规级的品质要求以及作为核心技术的逆变器和控制系统,高研发和制造成本体现在了25万欧元(折合人民币约176.53万)的起售价,直接达到了奔驰S级的豪华水准。



从发电效率、占用面积大、使用限制多、成本高等几大特征看,太阳能电池板似乎真不是现阶段电动车解决充电问题的出路。



但这意味着太阳能汽车就只有噱头吗?教授倒是认为未必。


虽说单纯依靠太阳能电池板不能支撑得起动力系统所需的大量电力,但通过太阳能发电驱动一些车内用电设备还是比较可行的。



在国内市场,Fisker Karma或许是消费者较早接触到的使用太阳能电池板作为辅助电力来源的车型。



根据概念车的原始设计,Fisker Karma会在车顶标配太阳能电池板,这组太阳能电池板每天可发电0.5kWh,为车载空调系统提供电能。



虽然在实际量产之后,太阳能电池板的技术规格大幅缩水,以至于最终变成主要为12V蓄电池充电,但这组电池组也总算派上了一些用场,在车辆长期停放的时候,只要有阳光照射,就不怕电瓶亏电啦!



而在新近推出的车型中,小鹏P5作为一款售价17.79-24.99万的纯电紧凑型家轿,在提供众多车内智能舒适装备的同时,也为用户提供了“太阳能车顶”配置。



位于全景天幕后方的太阳能电池板能够在光照充足的环境中提供最大60W的发电功率,并以此为车内的屏幕、氛围灯等低压电器供电,在停车娱乐时减少动力电池组内电能的使用。



而丰田在国内推出的最新纯电SUV bZ4X,在顶配车型身上也同样提供高效太阳能充电穹顶作为选配项目。



丰田bZ4X的太阳能充电穹顶是真正能为车辆动力电池组充电的,不过丰田并未公布这一套太阳能电池板的具体性能参数,官方介绍选装此功能之后用户每年可以通过太阳能发电获得额外的1800km续航里程。



虽说分摊下来平均每天也就不到5km的续航里程提升,但在不影响车内开扬感、控制成本以及考虑稳定性等情况下,恐怕太阳能电池板确实只能做到这个程度了。



而除了厂商给新车准备的原厂自带太阳能电池板之外,大家也能通过购买第三方产品享受太阳能带来的便利。


比如说现在市面上就有大量采用太阳能充电技术的胎压监测套件、空气净化器、手机充电器等便利小物件。



另外喜欢自驾游和露营的用户还能买到支持折叠收纳于后备厢内的太阳能电池板,让汽车生活变得更加有趣,甚至用外接太阳能电池板为一般的车用蓄电池充电。



教授总结


总的来说,太阳能作为一种清洁能源确实能够给我们的爱车带来一些额外的电力,甚至在一定规模的车载太阳能电池板支持下真正提供更多的续航里程。



但时至今日,这种技术还不能完全撑起一台电动车的所有电力需求。若想真的依靠太阳能让电动车变得更方便、更自由,恐怕只能等待技术大突破的那天了。


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全部评论
L2B洽哥
2022-07-12中国
同样是社会主义接班人,为什么你就这么优秀?
L2B洽哥
2022-07-11中国
宝剑赠英雄,香车配美女!
四带二
2022-07-10四川
这玩意儿普及不了,不然早量产了
L2B洽哥
2022-07-10中国
这才叫享受生活啊!我柠檬了!
杜军
2022-06-27四川
宝剑赠英雄,香车配美女!
杜军
2022-06-27四川
宝剑赠英雄,香车配美女!
freely
2022-06-23广东广州
续航问题是大问题
看着天蓝蓝
2022-06-23
确实是一辆很好的车
丰田的汽车市场急需一针强心剂,这样才能与其他品牌瓜分中国庞大的汽车市场
86唯一
2022-06-23
自己试过更放心
-咖喱格
2022-06-23
不错,大家都说日系车经济省油开不坏,证明确有可取之处,喜欢就好!
安AX心
2022-06-23
越野车挺实用的,努力赚钱买越野
桉悬铃
2022-06-23
新能源越来越好了!很不错的一辆车!!!支持支持支持一下!!!!
最近对于丰田这款车,在网上还是时常可以看到它的弹窗广告,但是具体怎么样就不知道了,这个还得市场检验。
JW63150869
2022-06-23
一汽丰田bZ4X这么漂亮的车就应该多发些用车的帖子,把油耗,舒适度乘坐感受,驾驶感受都弄出来
山海抒话Lee
2022-06-23
都是合资suv的代表作
这款日系车的质量没有问题,外观也比较时尚,女的开没有问题
ZzrMax的小号
2022-06-23
所有车市,销售集体下滑,说明了消费者不再盲目,购车理念逐步成熟!
轿车的话,小编你更加推荐哪一台呢
北咚
2022-06-23
一汽丰田bZ4X这款车在近期也是很火的一款车型了,丰田品牌本来就备受丰田关注,更何况一汽丰田bZ4X的各方面也确实比较出众呢
一汽丰田bZ4X家用没有问题
HD-小明
2022-06-23
貌似还有新科技啊
TheWonderland_
2022-06-23
这款车就适合在大草原驰骋,放牛羊
一汽丰田bZ4X一出来就卖得这么好,听说还要加价呢!
本因坊秀广
2022-06-23
梦寐以求的车子
落月仟城
2022-06-23
哦,真是眼前一亮,又要引领车企一阵子。
玩车教授
2022-06-23
2022-06-23
太阳能感觉跟汽车有点搭不上,首先汽车要长时间吸收太阳的能量(暴晒),问题来了,如果你的爱车长期暴晒就会容易老化,使用寿命就会下降!这样两者有矛盾啊!
使用寿命倒不会受到很大的影响,只是漆面和内饰可能会受不了
常杕
2022-06-23
丰田的这个车还是很不错的,空间很棒,坐在里面也不觉得拥挤的,这车还是适合有缘人开开
酱酱小姐
2022-06-23
现在有什么途径可以弄到手,除了买
楼座·
2022-06-23
别说,一汽丰田bZ4X的车真是不错啊,内饰,用料,性能,安全,操控都没得说!力挺一汽丰田bZ4X!
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