汽车制造商正在开发太阳能汽车舒兰【新闻】

发布时间：2022-08-19 14:38:16 来源：派克娱乐网

汽车制造商正在开发太阳能汽车

电池充电和续航问题一直是电动汽车的致命弱点。一些汽车工程师认为太阳能可能是解决方案。

车辆集成光伏系统的目标是使电动汽车能够不停地充电不同于传统的电动汽车，在长途旅行中必须定期停下来为电池充电，太阳能汽车可以继续行驶。

嵌入光伏电池的电动汽车和卡车可以将阳光中的能量转化为电能。将太阳能存储在电池中可使它们在夜间或没有阳光直射的情况下平稳运行。

诸如Aptera Motors，Atlis Motor Vehicles，Fisker Inc.，Lightyear One和Sono Motors等多家初创企业，以及现代，特斯拉和丰田等成熟的OEM，都在开发太阳能汽车或它们的混合动力汽车。他们正在将太阳能电池集成到屋顶中。但是，其他身体部位，例如门，引擎盖，后挡板和行李箱，也是主要的房地产。

市场研究公司IDTechEx主席彼得·哈罗普博士说：“汽车用太阳能电池板是一个非常有趣的话题，因为该技术可使电动汽车的充电速度提高40％。”主题。“有些汽车最多可容纳7平方米的太阳能电池板空间。

Harrop指出：“这项技术已经成功地应用于从船到卫星的所有事物。” “任何不考虑太阳能电池板车身的汽车或卡车制造商都是疯子。”

可以使用机械紧固件或结构粘合剂将太阳能电池板固定在车身上。但是，为了达到空气动力学和美观的目的，汽车工程师更喜欢将太阳能模块集成到车身面板中。

“尽管将来可能会使用柔性薄膜，但如今太阳能电池板并不仅仅是粘贴在车辆上，” Harrop解释说。“为了获得车身所需的复杂形状，必须将薄型太阳能电池模制成碳纤维，玻璃或聚碳酸酯板。它们实际上不再是传统的太阳能电池板，因为它们实际上是结构性元素。”

例如，哈罗普指出了一家荷兰公司“光年一号”，该公司计划在今年晚些时候推出“旨在独立于电网的远程太阳能电动汽车”。它将配备5平方米的集成太阳能电池，由双曲线和超强安全玻璃保护。

无论汽车是行驶还是静止，太阳能屋顶都将连续捕获阳光。光年一号声称该功能将提供足够的能量，以覆盖平均超过70％的年行驶里程。

Royal DSM生产的导电底片是Lightyear One的太阳能屋顶不可或缺的元素。它使太阳能电池的所有连接都可以放在太阳能电池板的背面，从而使模块正面的每个可用厘米都可用于捕获阳光。

“减少了电的损耗，不仅使功率输出提高了3％，而且还提高了功耗。DSM Advanced Solar副总裁Pascal de Sain表示：“它的优势还在于可以创造出更具时尚感且具有美学吸引力的天窗。

Teijin Ltd.的工程师最近开发了另一个太阳能屋顶概念。它的表面使用了该公司的Panlite聚碳酸酯树脂玻璃。

帝人交通部门总经理Toshiaki Hotaka表示：“将车顶的曲面成型为理想的形状，这在使用玻璃的过程中是极具挑战性的过程。” “不仅屋顶具有理想的形状，而且还达到了[应用]所需的强度和刚度。”

帝人太阳能屋顶安装在Applied Electric Vehicles的原型上。在澳大利亚进行的测试中，它获得了约330瓦的输出功率，相当于安装在玻璃下的传统太阳能电池板。

众多好处

“太阳能汽车的好处是它们不需要燃料并且维护成本低，” Lightyear One的首席执行官Lex Hoefsloot说。太阳能汽车在相同的电池上运行时间更长。这需要更少的充电停止时间，并使您从A点到B点更快。太阳能永远不会耗尽，它是免费的。

“由于太阳能汽车对电网的压力要小得多，因此它们具有真正扩大清洁交通规模的潜力，” Hoefsloot解释说。“从用户的角度来看，您所需要的只是带有阳光的常规电源插座；无需等待计费基础架构，就可以再次创建可扩展的解决方案。”

Hoefsloot声称，“光年一号”的能耗将比当今市场上的任何其他电动汽车少两到三倍，因此续航里程可达725公里。” 但是，可达到的总产量在很大程度上取决于个人的驾驶方式。

Hoefsloot指出：“ [我们的车辆]整个车辆上大约有1,000个太阳能电池，最终在夏天每天增加50至70公里的续航里程。” “ [我们的太阳能模块]每小时可以为汽车电池充电12公里。这些太阳能电池的效率比您在家中购买的太阳能电池板高20％。而且，它们被包裹在安全玻璃中以保护它们免受损坏。

“我们将汽车生产外包”，Hoefsloot说。“我们目前正在与……欧洲的几个潜在生产伙伴进行交谈。”

“由于太阳能电池和太阳能电池组件技术的不断改进，可在车顶上产生的能量已大大增加，从而带来了更高的效率，”组件部门主管Martin Heinrich博士补充道弗劳恩霍夫太阳能系统研究所光伏部门的太阳能技术。“因此，不仅可以通过太阳能屋顶为客舱提供冷却，而且甚至可以大大延长行驶距离。”

根据海因里希的说法，透明和不透明的光伏电池均可用于汽车应用。他解释说：“但是，由于车辆上的可用区域很小，我们宁愿使用尽可能多的辐射来发电，而不是在车辆中接收光线。”

海因里希说：“不透明光伏发电效果更好，并提供更高的功率输出，因此产生了更大的太阳能射程。” “如果需要透明性，则可以使用透明太阳能电池技术，但目前它的功率输出要低得多。”

Heinrich和他的同事正在从事多个项目，这些项目涉及将太阳能电池板集成到乘用车的车顶和引擎盖中，包括有效连接到车辆电源管理系统。他们还在开发用于卡车箱体的模块技术，该技术可以无缝集成到车身中，而不会伸出任何零件。

工程挑战

尽管潜力巨大，但为汽车配备太阳能电池板给汽车工程师带来了许多挑战。根据海因里希的说法，存在三大挑战：

充分利用所产生的能量。必须解决由于自耗或充电状态导致的电池充电损失。

制造用于车辆集成的安全，可靠和经济高效的模块。

除建筑物，桥梁，树木和隧道外，由于恶劣天气和其他车辆遮挡而导致的发电量减少。“这是无法避免的，但是预测模型将为产量计算和装料优化提供更好的估计，” Heinrich解释说。

海因里希说：“有解决方案来应对这些挑战，但在大多数情况下，它们仍在研究中。” “主要的技术挑战是发电的利用。为了高利用率，优选高压动力传动系统电池。但是，这可能会导致重大的转换损失和潜在的安全隐患。”

由于车顶的弯曲，进一步的挑战出现了。例如，较大的曲率可能会导致严重的辐照度失配以及由此产生的电池功率，从而降低太阳能电池组件的产量。此外，模块和电池技术需要提供最高的良率，同时还要具有出色的美学外观和耐用性。

“将太阳能电池集成到电动汽车中的挑战是最大化表面积，确保在可靠性和安全性上达到汽车级标准，同时仍要优化整体性能，” Lightyear首席技术官Arjo van der Ham说一。“将电池集成在双曲面上可确保车辆具有出色的空气动力学性能，但在优化产量方面也带来了挑战。

“通常太阳能电池是串联放置的，”范德汉姆解释说。“在那种情况下，阴影部分会降低整个面板的产量。

van der Ham补充说：“我们已经开发了专有的高效太阳能电子产品，以弥补这一损失。” “ [这使我们]可以将单元格并行放置。我们还进行了多种类型的冲击，热和振动测试。”

另一家研究太阳能利弊的初创公司是Atlis Motor VehiclesInc。该公司正准备在亚利桑那州梅萨的新工厂生产电动皮卡车。其面向商业用户的创新XT模型将配备称为TerraVis的太阳能面板酒桶盖系统。

“我们相信太阳能在像我们这样的全尺寸卡车上发挥作用，” Atlis Motor Vehicles首席执行官Mark Hanchett说。“有些辅助功能使我们觉得太阳能可以提供一些优势。

汉切特指出：“一个例子就是气候控制，特别是在太阳高的炎热气候中。” “即使从小型太阳能电池阵列中获得几百瓦的电能，也足以使风扇运转，以使空气进入驾驶室，从而避免夏季出现140至160 F的峰值。车载太阳能电池的另一种可能用途是长期存储，以补偿电池上的寄生或“吸血鬼”消耗。

汉切特指出：“即使是在很短的时间内，例如白天在工作现场，太阳能电池也能够在使用电动工具或由卡车车载逆变器供电的充电器的情况下将电池保持在恒定的水平。” “对于这些任务以及更多任务，一小组能够产生250至500瓦功率的面板就足够了。

汉切特警告说：“问题归结于太阳能的能量密度。” 简而言之，每平方米仅能从太阳获得这么多的能量，而太阳能电池板只能捕获一部分能量。面板的定向进一步增加了复杂性。

汉切特说：“（[与房屋上的太阳能电池板不同，]车辆实际上只能有水平的表面，并且它们成非常平坦的角度，这并不是发电的最佳方式。” “而且，在树木附近的局部阴影中停放也可能意味着某个面板无法产生足够的功率，这可能会影响整个阵列的输出。”

让阳光照耀

目前有几种太阳能汽车可供使用，而另一些则在眼前。去年，现代汽车公司推出了其流行的索纳塔轿车的混合动力版，该车型配备了车顶安装系统。它由一块太阳能电池板和控制器组成，使车辆能够在电池中产生和存储电能。

据现代汽车称，该系统每天可为电池充电30％至60％，这可以使车辆的行驶距离每年额外增加1300公里。

几家初创公司也开始追赶太阳能汽车潮流。

今年下半年，Aptera汽车公司计划在圣地亚哥的工厂开始批量生产三轮太阳能汽车。它的碳纤维复合材料主体将被3平方米的太阳能电池覆盖。该公司声称，太阳能电池板产生的功率中至少有90％将用于推动车辆行驶。

“集成太阳能可以配置为每天提供多达45英里的续航里程，” Aptera Motors首席执行官Chris Anthony说。“ [这将是第一辆仅靠太阳能就能满足大多数日常驾驶需求的车辆。

安东尼解释说：“我们的内置太阳能电池板可以使电池组充满电量。” “ Never Charge技术内置于每辆车中，旨在收集足够的阳光，以在大多数地区每年行驶超过11,000英里。”

Sono Motors是德国的一家新兴公司，计划在2023年之前在瑞典的Trollh?ttan的萨博前工厂增加Sion汽车的生产。索诺的专有技术用集成的太阳能电池板代替了传统的油漆。

索诺汽车公司光伏集成总监Mathieu Baudrit表示：“太阳能电池组件可无缝地进入车身部件的表面，为车辆供电。” 利用我们的系统，[我们的]系统将能够为每周长达245公里的额外范围提供能量。

“我们找到了一种方法，可以用集成的太阳能技术代替传统的涂装车间工艺，从而在各种运输应用中提供可持续的，自由的电力，” Baudrit说道。“ [我们的太阳能技术比传统的基于玻璃的太阳能电池更便宜，更轻且效率更高。它具有无限的潜在应用范围，是一种无缝，灵活的解决方案，可实现高效充电。

“我们想开发一种可以从太阳中获取最大能量的车辆，”鲍德里特解释说。“市场上现有的技术基于玻璃光伏，仅允许将太阳能电池集成在屋顶等平坦表面上。仅在屋顶上安装太阳能电池将无法全年获得最大的太阳能，因为太阳是冬季时天空较低。

鲍德利特说：“我们必须创建一个全新的制造工艺，以将太阳能电池集成到车身上。” “注塑成型是一种制造工艺，它使我们能够用聚合物制造复杂的形状零件。这是一种非常快速的制造工艺，可实现低废品率和许多不同的应用。

Baudrit补充说：“这使我们能够将光伏功能无缝集成到车身面板中。” “从灵活性上讲，我们可以将PV功能成型为宿主车辆的形式，使其与传统的聚合物车身面板一样坚固且价格便宜。由于采用了注射成型工艺，我们不再需要曲面玻璃。

“我们计划将248个以上的太阳能电池集成到Sion中，目标是在车辆上安装1.2 kWp的太阳能电池，” Baudrit指出。“太阳能电池板是车身板。太阳能电池板将被整合到车辆的引擎盖，挡泥板，侧面，车顶和后部，并在视觉上融入表面。”