一个晴天增加44km续航,丰田太阳能普锐斯有何进展?

近日,丰田公布了有关太阳能普锐斯研究的最新进展,那么丰田对太阳能汽车究竟是如何定位的呢?汽车轻量化一直是重点课题,对于纯电动车来说更是如此,那么纯电动车的轻量化应该怎么做?随着新能源车越来越多,传统的汽车零部件供应链应该如何应对?

针对以上3个问题,今天的电动湃“有问必答”栏目,湃客和你聊聊自己的一些看法。

近日,丰田正在和日本新能源及工业技术开发组织(NEDO)以及夏普(Sharp)合作开发基于普锐斯打造的太阳能汽车,最快本月将在日本道路上进行试验。

从图片中我们可以看出,这台经过改造的普锐斯在车身大部分表面区域都安装了太阳能电池薄膜。其实这不是丰田第一次利用普锐斯打造太阳能汽车,只不过丰田之前仅在普锐斯的车顶安装了太阳能电池薄膜,不仅面积小,而且当时的太阳能转化率仅有22.5%,太阳能电池可提供的功率仅为180W。这次丰田测试的太阳能普锐斯经过技术升级后,太阳能的转化率被提升到了34%,而且太阳能电池薄膜的厚度仅为0.03mm,功率也被提升到了860W。

另外,此次丰田推出的太阳能普锐斯还支持边走边充功能。如果在一个理想的晴天状态下,这台普锐斯依靠太阳能收集的电量可以维持大约44km的续航里程。通过这个结果我们可以看出,丰田并没有打算完全用太阳能驱动普锐斯,丰田对于太阳能的定位仅仅是辅助充电,目前正在研究的也是如何尽可能得提高太阳能辅助充电的效率。

湃客认为丰田这种思路值得借鉴,尽管太阳能无法维持太长距离的续航,但是如果量产后真能在一个晴天里补充44km的续航,对于大多数人来说已经能够满足一天的用车需求了,毕竟很多人上下班的距离加起来也不超过40km。即使算上非晴天因素的影响,这台太阳能普锐斯一年也可以轻轻松松为大多数人省下5000km以上的燃油消耗,如果太阳能普锐斯得到广泛普及,对能源的节约和环保的贡献不容小觑。

汽车轻量化一直是工程师们研究的重点课题,对于纯电动车来说,由于增加了电池组件,相比同级别燃油车来说通常会更重一些,所以纯电动车的轻量化显得尤为重要。湃客认为,纯电动车的轻量化应该从电池轻量化、电驱传动总成轻量化、车身轻量化和其它零部件轻量化这4个方面来考虑。

①电池轻量化:

提升电池轻量化的方式主要是通过增加电池的比质量(Wh/kg),也可以理解为电池的能量密度。从铅酸电池到镍氢电池再到三元锂电池,电池的比质量越来越高,同等能量的电池质量更小。当然,采用特殊材料制作的轻量化电池壳体也可以降低电池质量,但是过分追求壳体的轻薄可能会影响到安全性。

②电驱传动总成轻量化:

电驱传动总成的轻量化涉及的部件较多,就拿驱动电机来说,目前国家对于驱动电机的建议功率密度为不小于3kW/kg。在驱动电机的功率密度方面,交流异步电机相比永磁同步电机更有优势,主要是因为交流异步电机不需要永磁体,而永磁同步电机也可以通过选用钐钴永磁体来增加功率密度。

除了电机材料外,对电驱的转子采用空心轴结构也是一个有效的轻量化方法。冷却系统也是可以优化的地方,水冷虽然效果更好,但是体积较大、重量很难降低。而风冷可以通过合理的设计提升散热效果,相比水冷来说在轻量化方面更加友好。在传动系统方面,主要可以依靠轻质高强度合金来降低质量。

③车身轻量化:

车身轻量化方面,纯电动车和燃油车的方法类似,比如采用高强度钢、轻质合金提升轻量化水平,比如蔚来ES8的全铝车身。或者通过合理的结构设计,采用打孔、冲压等方式减少用料,实现轻量化。

④车身零部件轻量化:

其它零部件轻量化覆盖的范围就比较广了,比如内饰材料的轻量化、电子配置的轻量化、轮毂的轻量化等。比如织物材质通常比皮质和搪塑更轻、触控系统的加入取代了实体按键等等。

新能源汽车冲击传统供应链,零部件企业的改变方式应该从两方面来考虑,分别是电动化和智能化。

从电动化方面考虑,现有的汽车传统供应链需要进行升级。比如之前的燃油车大都采用12V供电系统,而目前很多汽车品牌采用了48V的轻混系统,以应对车辆电器数量增加而导致的更高负载。比如奥迪、奔驰目前很多车型都标配了48V轻混系统。这样一来,传统12V系统下的供应商就要对现有产品进行升级,比如灯具、空调、音响等电器都需要适应48V系统。

在车的三大件中,变速箱担任着重要角色,不同于发动机和底盘,很多车企都会采用外购变速箱的方式。当汽车实现电动化之后,传统燃油车的变速箱便不再适用,传统变速箱的重点企业如采埃孚也在积极转型。比如在近日举行的采埃孚全球科技日上,亮相了全新一代8挡混合动力变速箱。对于采埃孚来说,既有机遇也有挑战,以往传统自动变速箱的制造经验可以帮助采埃孚打造成更小、更轻、精度更高的新能源变速箱;但同时对于采埃孚来说,其在新能源变速箱领域的口碑尚未建立起来,存在被其它企业弯道超车的可能。

智能化包含车载娱乐的智能化和无人驾驶的智能化。以往与车辆联系最紧密车载娱乐供应链可能是音响系统,不过随着车载智能应用的发展,大尺寸液晶屏、高性能CPU、大容量存储、4G、5G和Wifi收发设备、语音识别系统等等都会成为车企重要的供应商。这些供应商本来并没有服务车企的经验,需要将自己的产品针对车辆特性进行优化。

无人驾驶的智能化会形成两种效应,第一种就是传统供应链朝无人驾驶方向努力,比如采埃孚也在积极布局无人驾驶产业;第二种就是IT、通讯等行业进军无人驾驶产业,入局的不仅有百度、华为等大公司,也有知行科技、禾多科技等创业公司。随着新能源汽车的普及,传统供应链面临的挑战不小,创新和改变显得尤为重要。

以上就是本期电动湃“有问必答”栏目的所有内容,太阳能如果想要完全驱动车辆还不现实,不过作为辅助充电设备还是可行的;纯电动车的轻量化相比燃油车需要考虑得更多;面对新能源的大趋势,传统汽车零部件供应链也在不断应变,同时也有越来越多的科技公司加入竞争。对于本期电动湃“有问必答”栏目的话题,你有什么想说的,欢迎在下方和我们留言互动。



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