我們已經有了電動車,誰還在乎太陽能車?
世界上許多地區馬路上的電動車輛 (EV) 數量已迅速增長。在這些地區,人們可以開始享受到更清潔的空氣,停車場地面上的汽油 (和鞋子上踩到的汽油) 變少了,大家可以更悠閒地在主街附近用餐 (因為排氣管噪音減少了),在炎熱天氣湧入車庫和家中的發動機熱量減少了,不需要在加油站清理髒亂,而且營運和維護成本也降低了。更有趣的是,他們玩得很開心,電動車輛比自然吸氣式科爾維特 (Corvette) 加速更快,比攀岩款吉普車的低端轉矩更大!
事實上,電動車輛革命正在順利進行。這就引發了一個問題「我們已經有了電動車輛,誰還在乎太陽能車?」
太陽能車是電動車輛革命的領跑者,它們是未來電動車輛尖端技術的試驗台。開發太陽能車的智者是電動車輛革命及其他領域的發展領導者。
最終,對於太陽能車和電動車輛來說,這一切都關乎大局 - 脫碳。電動車輛會對脫碳產生最大且最直接的影響。然而,電動車輛在大規模生產中贏得市場方面存在許多限制,而太陽能車的工程自由度更大並且不存在這些限制。太陽能車隊可以嘗試使用領先甚至新奇的技術和設計方法,在現實世界中解決脫碳及其三大支柱:發電、電氣化和效率。
發電
這包括可再生能源、儲存和傳輸。普利司通世界太陽能車挑戰賽 (BWSC) 中的「挑戰者」級太陽能車在全程 3000 公里的途中完全依靠太陽能發電。這些車子分別利用尖端的太陽能電池板技術和電池來發電和儲存。例如,BWSC 團隊以前曾使用基於砷化鎵的太陽能電池,因為這種技術可以實現 40% 的卓越效率,這大約是矽基電池的兩倍。如今,太陽能電池板很少用於量產車輛。然而,它們越來越多地用於為電動車輛充電站和電網補充電力。
電氣化
燃油車輛比地球上其他任何車輛都消耗更多的碳,而電動車輛透過電氣化消除了碳。傳統的內燃機 (ICE) 電機系統已經被取代,取而代之的是能夠單獨由電力驅動的系統。許多相同的系統也反映在太陽能車上,例如電池、DC-DC 轉換器和牽引變頻器。
任務關鍵性子系統也實現了電子化:安全、控制系統、通訊、感應器和遙測。在 PI 為普利司通世界太陽能車挑戰賽贊助的 aCentauri 太陽能車中,透過 DC-DC 轉換器為這些子系統供電,該轉換器基於 RDK-747 參考配套設計的修改版本,採用利用 PowiGaN™ 技術的 Power Integrations 750 V InnoSwitch™3-EP。
效率
從太陽能電池板到從車輪到道路應用的電力,車隊必須採取瘋狂的設計方法來實現效率 – 正是電力轉換效率贏得了比賽。
功率轉換階段包括太陽能到電力、高電壓到低電壓 DC-DC 功率轉換,例如基於 PowiGaN 技術的 RDK-747 模組、閘極驅動器和變頻器到牽引系統中的轉換。車隊還必須關注對效率的實際影響,例如減輕重量和最大限度地減少滾動和空氣阻力,以實現最佳效能。雖然排序影響較小,但 RDK-747 模組減少了元件數量,從而縮小了印刷電路板 (PCB) 的尺寸,並且無需使用散熱片,所有這些都減輕了 DC-DC 電源轉換器的重量
當它轉化為脫碳時,正是這種領導力和對端對端能源效率改進的狂熱關注,將對實現永續發展產生最大的影響。
《Mr. Green 的部落格》在現場為 αCentauri 太陽能賽車隊加油打氣。請前往 Power Integrations 的官方 YouTube 頻道和 LinkedIn 頁面關注 #PowiGaNVan。
這個 Mr. Green 部落格是 #PowiGaNVan 的一系列部落格、影音部落格、直播和社群媒體貼文的一部分,我們將跟隨 Team αCentauri 穿越澳洲內陸參加普利司通世界太陽能車挑戰賽。