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太阳能汽车:动了新能源汽车的奶酪?

时间: 2016年08月04日 来源: 互联网 关键词: 太阳能汽车

核心提示: 在先后经历了1973年、1979年和1990年三次石油危机后,全球油价迅速上涨,这就迫使各国积极寻找替代能源,开发节能技术,电动汽车再次走进视线。诸多汽车企业再次将目光投向电动汽车甚至是基于太阳能发电的太阳能汽车。 ...

在第一台电动汽车诞生一百多年后,新能源车如今迈入新的发展里程。

“我一直有个梦想,能够坐太阳能电动车。”中国汽车工程学会理事长兼秘书长付于武还记得,15年前,在一场中美大学生的太阳能电动车比赛中,中国只有清华大学代表队所设计的一辆太阳能汽车参赛。只是,当时的太阳能汽车都是赛车,根本无法乘坐。“我当时想,什么时候我们有可以乘坐的太阳能汽车。”付于武说。

付于武当时的心愿,在15年后得以实现。

日前,汉能对全球发布4款全太阳能动力汽车。作为首批体验者之一,付于武乘坐全太阳能动力汽车绕行了一周后,他说“这次算是圆了自己一个老汽车人的梦。”

汉能方面表示,此次推出的这4款全太阳能动力汽车不仅实现了动态驾乘,而且还完全具备了可商业化的基础。此外,汉能全太阳能动力汽车直接利用太阳能发电,颠覆了传统电动汽车“续航里程”的概念,摆脱了传统电动汽车对充电桩的依赖,使汽车中短途“不插电无限行驶”成为可能。

而在业内人士看来,汉能此次推出的全太阳能动力汽车是对新能源汽车的一次重新定义,并且让新能源车进入到可以完全利用太阳能这种人类终极能源的阶段。

电动汽车的前世今生

实际上,就在汉能宣布推出可商业化的全太阳能动力汽车之前,以电动汽车为代表的新能源车市场的竞争已经愈发激烈。除了特斯拉外,传统汽车生产商也正在不惜血本的投资新能源车市场,这其中包括了通用,大众等。

其实,电动汽车并非是新鲜事物,电动汽车的历史比现在最常见的内燃机驱动的汽车要早,它至少已经存在了100多年时间,并且曾一度还是最流行的汽车类型。

早期的电动汽车

1832年至1838年之间,苏格兰人罗伯特·安德森给一辆四轮马车装上了电池和电动机,将其成功改造为世界上第一辆靠电力驱动的车辆。不过,这是一辆使用不能充电的初级电池驱动的车辆。
到了1880年前后,爱迪生研发制造出一辆时速20英里的电动汽车。“使用者可以自行为汽车充电。”纽约时报当时是这样报道的。

随着蓄电池技术的发展,电动汽车的运用在19世纪的下半叶在欧美得到了较为广泛的运用。1859年法国物理学家、发明家噶斯顿·普朗特发明了可充电的铅酸电池。30多年后,1896年美国一家公司推出可更换电池的电动货车,买家只买下车辆,但不包括电池,然后在使用时再以每里计交付充电及保养费。

随后,电动汽车发展进入到一个高峰。根据当时美国的相关调查显示,1900年,电动汽车生产量占到美国汽车总产量的28%份额,所出售的电动汽车总价值超过了当年汽油和蒸汽汽车总和。

在早期的汽车消费市场上,电动车比内燃机驱动车辆有着更多优势:无气味、无震荡、无噪音、不用换挡和价格低廉,这形成了以蒸汽、电动和内燃机三分天下汽车市场。爱迪生曾经这样赞赏过电力:“电力就是一切。不需要复杂精密的齿轮,没有危险,也没有汽油的恶臭,甚至没有噪音。”

然而,早期电动汽车仅仅辉煌了20多年。

上世纪二十年代,由于美国石油的开发和内燃机技术提高,电动汽车在1920年之后渐渐地失去了优势。汽车市场逐步给内燃机驱动的汽车所取代。只有在少数城市保留着少量的有轨电车和无轨电车以及很有限的电瓶车。

自此,电动汽车的发展停滞了半个多世纪。随着石油资源滚滚流向市场,人们几乎忘记还有电动汽车的存在。

石油危机后的太阳能汽车

电动车在沉默数十年后,命运的改变发生在上世纪90年代。

在先后经历了1973年、1979年和1990年三次石油危机后,全球油价迅速上涨,这就迫使各国积极寻找替代能源,开发节能技术,电动汽车再次走进视线。诸多汽车企业再次将目光投向电动汽车甚至是基于太阳能发电的太阳能汽车。

在1990年1月的洛杉矶汽车展上,通用汽车的总裁向全球推介Impact纯电动轿车。1992年福特汽车使用钙硫电池的Ecostar,1996年丰田汽车使用镍氢电池的RAV4LEV,1996年法国雷诺汽车的Clio,1997年丰田的Prius混合动力轿车下线,1997年日产汽车世界上第一辆使用锂离子电池的电动车Prairie Joy EV,1999年本田汽车发布、销售混合动力车本田洞察者。

而与以往有所不同的是,1973年第一次石油危机爆发后,在各主要汽车厂家推出的各类电动汽车的前后,利用太阳能发电的新能源车也开始逐渐走进人们的视野。1978年,世界上第一辆太阳能汽车便在英国研制成功,时速达到13公里。4年后,墨西哥研制出三轮太阳能车,速度达到每小时40公里,由于这辆汽车每天所获得的电能只能行40分钟,所以它还不能跑远路。

三次石油危机爆发后,太阳能汽车逐渐开始慢慢出现

三次石油危机爆发后,太阳能汽车逐渐开始慢慢出现

2003年澳大利亚太阳能汽车比赛上,由荷兰制造的“Nuna II”太阳能汽车取得了冠军,它以30小时54分钟的时间跑完了3010公里的路程,创造了太阳能汽车最高时速170公里的新世界纪录。
中国也同样开始致力于对太阳能汽车的研发。

1984年9月,我国首次研制的“太阳号”太阳能汽车试验成功,这在当时曾引起广泛关注。太阳号由湖北省金属学会新技术开发公司的黄绳溥等六位中青年科技人员,仅用了56天时间研制成功。太阳能汽车车顶上安装了2808块单晶硅片,组成10㎡的硅板,装有三个车轮,车速20km/h,遇阴雨或晚上,靠两个高效蓄电池供电,可连续行驶100km。

在太阳能汽车领域,中国的大学机构也有尝试。1996年清华大学研制出“追日”号太阳能汽车,搭载我国自主研发的第五代电池板,太阳能转化率达14%。最高时速80km/h,造价7.8万美元。这在中国的太阳能动力汽车方面,也是一个标志性的事件。

显然,在石油危机爆发后,人们开始试图通过电动车或者是利用太阳能发电的太阳能汽车等新能源车,来摆脱对汽车以往对石油的过度依赖。

不过,就在新能源车开始受到关注的同时,人们也发现新能源车在发展过程中,无论是电动汽车,还是更为环保的太阳能汽车都遇到了瓶颈。

“将改变世界汽车行业的面貌”

新能源车前进的道路并不平坦。以电动汽车为例,首先,充电接口标准的不统一,尽管目前交流慢充的接口标准已逐渐被大部分车厂接受,但关于直流充电,超级充电等快速充电方式,各个厂家的标准还无法统一。例如特斯拉在中国自己建设超级充电站的原因,就是因为中国的直流充电标准,无法在其车上应用。

其次,充电桩数量不足或者分布不合理。居住在广州的黄先生在接受媒体采访时就表示,广州海珠区为代表的老城区,是公共充电桩的“困难户”,而一江之隔的北部,天河区和白云区,却是公共充电桩布点相对密集的地区。公开报道显示,据不完全统计,广州的公共充电桩有90%左右集中在住宅小区,其中又有一大半是新建的小区或远离市区的小区。

再有,行驶里程也严重制约了电动车发展。“现在每公斤电池存储电能在0.08度电至0.15度电之间,这样的存储能力决定了电动汽车一旦续航里程超过200公里,就必须靠增加电池重量来完成长距离行驶。”广汽研究院院长黄向东曾公开表示。

不仅仅是电动汽车遇到发展的瓶颈,诞生30多年的太阳能汽车也不例外。

一直以来,受制于太阳能发电技术以及晶硅无法与车身融合等的限制,太阳能汽车大多停留在实验室产品上。

不过,据悉,目前日本本田公司正积极进行电动汽车和太阳能技术的研究开发,并且已经试制出搭载太阳能电池的电动汽车样车。稍有遗憾的是,和日产公司一样,其样车的太阳能目前仅是用于为车载空调及其他车载设备提供辅助电源。

将目光回到中国。刚刚过去的7月,薄膜太阳能发电企业汉能集团发布4款全太阳能动力汽车,试图解决新能源车所面临的诸多难题。

汉能4款全太阳能动力汽车之一Solar R亮相

汉能4款全太阳能动力汽车之一Solar R亮相

据了解,汉能全太阳能动力汽车在光照5到6个小时的条件下,日均发电量8至10度,可以驱动汽车行驶80公里左右,每年行驶2万公里以上,从而满足城市常规交通代步需要。直接利用太阳能,边走边冲的全太阳能动力汽车,不仅使传统电动汽车摆脱对充电桩的依赖,而且还颠覆了续航里程概念,让汽车中短途行驶成为可能。

汉能控股集团董事局主席李河君表示,汉能全太阳能动力汽车的高效得益于砷化镓薄膜发电技术的高转化率。经美国国家可再生能源实验室认证,汉能的柔性砷化镓薄膜太阳能发电技术最高转化率达到31.6%,在同类技术中保持全球第一。

不仅如此,汉能砷化镓薄膜太阳能电池芯片柔软可弯曲的优势也得以在汽车上得以展现。“汽车是技术与艺术的融合。如果汽车车身的太阳能芯片是像硅晶片那样,需要一块一块的摆,那么太阳能芯片就无法与汽车优美的曲线融合在一起。但是柔性可弯曲的砷化镓薄膜太阳能电池芯片,为我们解决了这个矛盾,让太阳能芯片制造与汽车制造走到了一起。”汉能方面相关负责人表示。

“这是人类对太阳能技术应用的重要探索,这种探索将改变世界汽车行业的面貌。”英国剑桥大学制造研究院教授史蒂夫•埃文斯这样评价全太阳能动力汽车。

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责任编辑:huangsilin

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