电动汽车行业的下一个“大家”太阳能发电?

2024-08-07

自2014年左右国内新能源汽车正式拉开帷幕以来,十年来行业发生了日新月异的变化,但续航焦虑一直是困扰消费者的痛点。


日常出行,尤其是有家用充电桩的时候,续航焦虑并不明显,但是一旦需要长途出行,就会出现纯电车续航低、补能慢的问题。如果是春节、五一、十一假期,或者是冬天天气寒冷的北方地区,长途驾驶纯电车是毁灭性的。而且在高速低温的情况下,纯电车的能耗也会急剧增加,导致出行成本上升。


正是因为如此,中国市场上的插电式混合动力汽车(包括增程式)才会得到很多消费者的认可,增程器已经成为新能源汽车的核心竞争力之一。



然而,并不是所有的公司都把对纯电动汽车“增加”的希望放在油箱里。致力于太阳能技术应用的GoSun企业近日推出了一款可扩展的太阳能充电盒,可以随时随地使用太阳能给汽车充电。太阳能(光伏)技术在中国应用广泛,许多企业已经建立了光伏发电、储能和充电一体化站。


如今,越来越多的汽车公司将太阳能发电设备与纯电动汽车结合起来,利用太阳能发电作为纯电动汽车来补充能量。似乎他们被计划成下一代增程器,但太阳能发电设备真的能承担起重任吗?


耐力焦虑困扰顾客,“油箱”是核心竞争力。


为解决用户焦虑问题,汽车公司及相关供应商提出了许多方案,如大型电池和超快充等高端车型正在普及。


通过大电池提高续航能力,然后用5C快充缩短补能时间,确实是处理续航焦虑的好方案,但是这个方案有两个问题。首先,传统锂电池的能量密度几乎达到了上限。增加容量意味着需要增加电池的体积和重量。电池的重量会影响汽车的续航能力。体积过大也会导致车内空间不足。因此,电池的大小不能无限增加。


其次,大电池代表更高的成本,难以下沉市场。现在配备大电池和5C快充的车型很多,但主要集中在20多万元。作为参考,大多数汽车公司的100度电池都不是标准的。如果要从75度的“标准设备”升级到100度电池,选择价格基本在2-5万元之间。


在供应链方面,国内外企业正在致力于固体电池的研发。这类电池能量密度更高,可以有效解决大容量电池的体积和重量问题,但成本更高,仍然无法实现下沉市场。


蔚来、飞凡、睿蓝等一些品牌都提出了换电方案,旨在通过更短的换电方式解决用户的续航焦虑。但是换电站的建设需要时间和精力,大部分品牌换电站的建设进度都比较慢,只有蔚来表现稍微好一点。但是蔚来在售的车型价格普遍偏贵,第二品牌乐道的产品也在20万元以上。



很多处理电池寿命焦虑的方案不是不能使用,也不是不好用,而是因为成本高,很难让每一个新能源汽车客户受益。经过多种解决方案的探索,汽车公司和消费者已经明白,当前油箱是处理耐久性焦虑的关键,热效率较高的增程器是核心竞争力。


根据联合会的数据,2024年第二季度,国内新能源汽车销量约占全球市场的66.8%,混合动力汽车销量约占全球市场的77.8%。在国内高端SUV市场,理想和问界以增程技术占据领先地位。阿维塔品牌原本专注于纯电动汽车,已经转向混合动力技术的怀抱。预计阿维塔11/12的增程车型将于9月发布。


埃安、智己、极氪等品牌也有消息称将推出增程式汽车,其中埃安和极氪的增程式产品将于2025年上市。毫无疑问,增程器不仅成为新能源汽车的核心竞争力,也是汽车公司眼中增加销量的大杀手。


然而,促进新能源汽车产业的发展,本来就是为了减少碳排放和对化石燃料的依赖。虽然插电式混合动力汽车的能耗较低,但往往需要消耗汽油,未能完全摆脱燃油车的本质。比如北京插电式混合动力汽车不能免摇号,待遇也不如纯电动汽车。


太阳能充电设备更环保,是新能源汽车企业的新选择,但是太阳能发电设备能否承担起重任,取代传统增程器?


随着发电效率的提高,车载太阳能设备迎来曙光


至于车载太阳能发电设备是否可以替代传统增程器,如果在过去,小通肯定会说不行,但今天小通认为有希望。没有其他原因。过去丰田的车载太阳能发电设备给小通留下了不好的印象,而GoSun的设备给小通带来了惊喜。


丰田bZ4X(铂智4X)提供太阳能穹顶选择服务,价格高达2万元。官方表示,它每年可以提供1750公里的电池寿命。平均来说,bZ4X的太阳能穹顶每天可以发电不到5公里,按公共充电桩1.5元/kWh、百公里能耗11.600公里kWh(官方数据)计算,大约需要60年的时间才能恢复原状。


丰田bZ4X的太阳能穹顶能量转换效率太低,一点选择价值都没有。GoSun的太阳能充电盒就不一样了。官方介绍称,该设备重约32公斤,高度仅为12.7cm,在折叠条件下,顶部太阳能电池板的发电功率可以达到200W,对车辆的风阻几乎没有影响。开车时还可以给车充电(拖充电线感觉有点危险),可以承受160公里/小时的速度。


在这种情况下,GoSun太阳能充电盒的功率可以达到1200W,理想情况下,每天可以为纯电动汽车补充约50公里的续航时间,实际使用中每天可以提供约16-32公里的续航时间。需要注意的是,该设备进行后会覆盖前后车窗。虽然在这种情况下可以承受50公里/小时的速度,但会阻碍视野。最好停车后充电。



该设备售价2999美元(约合人民币2.1万元),同样按1.5元/kWh计算,续航时间为实际应用最高值32km,约10年可返本,每年可提高续航里程11000公里。


GoSun太阳能充电盒是一种可以购买的实用产品,结合了可以提高续航里程、产品价格和恢复时间的因素,但仍然不优秀。太阳能发电设备的使用寿命一般比较长,可以安装在不同的车辆上,以后换车后也可以使用。喜欢露营的纯电动车车主完全可以买到。在野外充电不方便的地区,太阳能发电板每天发电四五度左右,充分为娱乐设备供电。


但是作为增程器,每天只能行驶几十公里的电池寿命远远不够。按照每天长途驾驶1000公里的计算,纯电动汽车本身可以提供500-600公里左右的电池寿命。为了达到增程器的功效,太阳能充电设备可能需要提交三四百公里的续航时间。


滴水穿石不是一天的工作。目前,太阳能充电设备无法满足我们对增程器功能的期望。然而,从丰田到GoSun,车载太阳能充电设备的进步向我们展示了这些设备成长为“下一代增程器”的希望。


但是,期待何时转化为现实,就要看汽车和光伏两大行业的龙头企业能否齐心协力研发技术,解决行业的各种困难。


重任在肩,整个行业还需要努力。


车辆太阳能充电设备的实用价值较低主要有两个原因,首先,能量转换效率太低。现在普通的太阳能充电板将光能转换成电能的平均效率不到20%,浪费了大量的光能。二是车身覆盖范围过小。无论是GoSun还是丰田bZ4X,在行驶过程中只有穹顶位置才能接收光能。如果能用太阳能电池板覆盖整个车身,发电量肯定会增加。


要解决这个问题,需要全行业的共同努力。在产业链方面,进入太阳能发电的车企不在少数。比如2008年比亚迪进入光伏行业,2016年特斯拉和吉利进入光伏行业。丰田、福特等车企也纷纷进入光伏行业,瞄准钙钛矿太阳能电池(以下简称钙钛矿电池)。


钙钛矿电池与传统硅基材料太阳能电池板相比,一方面成本较低,有利于降低产品价格,提高车载太阳能电池板的实用性,另一方面,钙钛矿电池可以作为车身涂层实现太阳能发电,甚至钙钛矿电池可以嵌入车窗玻璃中。基于钙钛矿材料,汽车接收光能的区域可以大大提高,从而提高发电功率。


在能量转换效率方面,国内头部光伏企业通威量产的钙钛矿电池效率达到25.67%,超过了普通钝化触摸电池、钝化发射极和背面电池、铝背场电池的转换效率。


目前,相关企业尚未完全开发出钙钛矿电池的潜力。理论上,钙钛矿材料的转化效率可以超过30%。此外,有机光伏材料具有成本低、柔韧性强的优点,也有机会在汽车领域发挥作用。


国内光伏行业非常发达,a股光伏行业总市值约1.4万亿元。在汽车领域,光伏越来越多,太阳能电池板几乎成为房车的标准。只是在补充纯电动汽车的能源方面,由于转换效率和覆盖面的限制,暂时没有发挥太大的作用。


但是随着技术的进步和材料的突破,车载太阳能发电设备的功率会逐渐提高,太阳能发电总有一天可能真的能承受纯电动汽车增程器的效果。


文章来自“电车通”,36氪经授权发布。


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