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世界太阳能汽车挑战赛折射未来汽车能源趋势

2018-01-11 15:30:40

世界太阳能汽车挑战赛折射未来汽车能源趋势世界太阳能汽车挑战赛折射未来汽车能源趋势

随着世界能源紧张,油价高企,对于新能源汽车的关注成为全球范围内的焦点。除了纯电动汽车、燃料电池汽车之外,太阳能作为绝对的清洁能源,或许是未来汽车产品技术发展的重要趋势。已经延续多年的世界太阳能车挑战赛为太阳能技术在汽车产品上的应用提供了摸索尝试的平台

世界太阳能汽车挑战赛折射未来汽车能源趋势

大力宣传绿色环保理念

在2011年举行的世界太阳能车挑战赛(World Solar Challenge)中,有来自21个国家的37支车队一展身手。根据比赛规则,参赛团队必须驾驶太阳能汽车,从澳大利亚北部地方首府达尔文市出发,一路向南,穿越澳大利亚大陆3000公里的沙漠地带,抵达终点阿德莱德市。允许给赛车电池充电,但功率不得超过5kW,然后只能靠太阳的能量或再生制动装置跑完其余的路程。各队在同一时间出发参加比赛,下午5点结束,在路边宿营。

整个赛程一路坎坷,艰苦卓绝。面临的最大挑战是强风,每小时50千米~60千米的风速极易把赛车吹离赛道。加上正遇上北部地区发生丛林火灾,大火和浓烟更增加了不安全因素,有些赛车在比赛第三天就不得不中途退赛。来自菲律宾的参赛车队因为电池爆炸引起赛车起火,所幸没有引起车手伤亡。赛车在马拉松式的比赛中,除了避开丛林大火之外,还要给沙袋鼠、牛羊群和蜥蜴让路。

世界太阳能汽车挑战赛创办于1987年,每两年举办一次,旨在宣传绿色环保理念和促进太阳能汽车技术的发展。2011年的比赛是第十一届,把“环保汽车挑战赛”这项环保赛事与世界太阳能汽车挑战赛合并在一起,组成了全新的全球绿色汽车挑战赛。

来自日本东海大学(Tokai University)的车手从一出场就保持领先位置,平均时速达91.54公里。他们将赛事夺冠呼声最高的美国密歇根大学代表队和一支来自荷兰的代表队甩在身后,最终第一个抵达阿德莱德市,以总时间32小时 45分钟获得冠军。比第二个冲过终点的荷兰纽昂太阳能车队(NuonSolarCarTeam)快了将近3个小时。而来自美国的密歇根州大学车队获得第三名,第四名和第五名分别是芦屋大学和特温特大学。

日本队参赛的太阳能车被命名为“东海挑战者号”(Tokai Challenger),该款汽车由东海大学研究太阳能汽车高速行驶的团队制造完成。流线型光滑的车身长4.98米,高1米,设计类似于乔治简特森的汽车,车身外壳上覆盖有2176个最新型号的光伏电池。虽然重量还不足150公斤,但功率达到1800千瓦。该车有3个轮子,全部材质采用碳合成纤维。东海大学在2009年的上届赛事中首次夺冠,当时使用了夏普的太阳能电池。此次则采用了太阳能光电转换效率更高、在高温环境下性能较稳定的HIT太阳能电池,能将30%的太阳能转化成电能。赛车单靠太阳能提供动力的最高时速为90公里,但这项技术使得“东海挑战者号”时速最高可达150公里。

促进太阳能汽车技术发展

业内人士指出,澳大利亚太阳能汽车挑战赛不仅是世界上规模最大、距离最长的太阳能汽车大赛,吸引了世界各地的太阳能汽车爱好者,而且竞赛中的车辆设计往往会对混合动力汽车产生深远的影响,促进他们的商业化和民用化。例如,通用汽车E1和雪佛兰伏特就可以溯源到1987年赢得了世界太阳能车挑战赛的冠军车。

通用正在加快雪佛兰VOLT电动车的生产,来满足“巨大的客户需求”。通用计划在2011年和2012年将产能分别提升至1万辆和4.5万辆。这款车被《汽车潮流》Motor Trend 杂志评为2010年年度汽车。与以往其他品牌的电动车相比,雪佛兰伏特的颠覆性表现在已经可以把“汽车发动机”完全抛弃。目前已经商业化的所谓“电动车”由于电池组动力的问题,往往需要附加一套传统汽车发动机系统以备电力耗尽时之用,而雪佛兰伏特虽然装备了汽油(或乙醇)油箱,但其作用却不是为“发动机”提供能源,而是为“发电机”提供能源。对于传统汽车而言,发动机就是其心脏,而对于电动车而言,电池组则是技术的关键。令人失望的是伏特的电池单元由韩国LG化学生产,这意味着通用在电动车领域的电池技术方面是否能够取得实质性突破仍待观察。

据世界太阳能汽车挑战赛组织者透露,“全球各地的太阳能汽车团队正在和大众、通用、福特和宝马等厂家忙于探索改进太阳能电动赛车的技术,与此同时汽车制造商可以把研究成果更好地用来打造电动汽车产业。”

太阳能汽车靠太阳能电池有限的发电量运行,要达到约90公里的时速需要非常高效的节能技术。为了更容易通过空气的阻力,一方面,根据风洞试验或飞机设计使用的计算机程序,大多数太阳能汽车确定为圆滑翼形,像丰田普瑞斯;另一方面,依托航空工业中常用的超轻材料,如碳纤维、芳纶纤维、铝和钛,使太阳能汽车的重量轻到145公斤,大约为驾驶员的两倍,像宝马I3。直流无刷电机和再生制动等使太阳能汽车日臻完善,宝马的Mini Cooper和三菱蓝瑟的电动版本正在进行这方面的测试。

太阳能发电在汽车上的应用,将能够有效降低全球环境污染,创造洁净的生活环境。随着世界经济和科学技术的飞速发展,太阳能汽车作为一个产业已经不是一个“神话”。太阳能汽车使用太阳能电池把光能转化成电能,电能可以在电池中储存,用来推动汽车的电动机。由于太阳能车不用燃烧化石燃料,所以不会排放出有害物质。据估计,如果由太阳能汽车取代化石燃料汽车,二氧化碳排放量可减少43%~54%。然而考虑到目前太阳能转换为电能和机械能的效率低下,太阳能发电仍然是一个有待于开发的领域,有很多研发工作需要去做。

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