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为什么我们会考虑到混合的太阳能汽车呢?各种太阳能汽车的原形发生在70年代。然后我们看到很多种不同示范款型。1987年我们看到全世界提出了很多有趣的解决方案。比如说这些太阳能汽车表面会覆盖太阳能板,平均速度在一小时一百公里左右,这是一种非常先进的解决方案。但是尽管如此,这些汽车虽然是非常有趣,但是却不能代表现实的普通汽车作为一个替代型来出现。首先是他们的电能和性能方面的有效性,驾乘的范围有限,能源的持续度并不是非常高。
但是今天我们看到混合动力汽车已经成为现实,从商业的角度已经成为现实。对于光伏和混合动力的车辆来说,我们现在已经有非常大的推进。在过去的十年中,我们已经看到,也有人研究了相应的解决方案。一些人开始设想在这里的一些图片。开始设想混合动力的原形车辆。最近我们看到丰田以及普瑞斯的车辆已经开始使用混合动力了。我们也看到对于不久的将来我们很快能够实现使用太阳能作为驱动能源。但是这里有一个问题,太阳能电池板在汽车上安装,他是不是具有经济效益呢?所以我们现在还需要从现实的角度来考虑这个问题。是不是太阳能能够带来很大的增益呢?如果我们来看一看很多汽车行业中的人,他们将电源看作是第三大重要的东西,但是如果我们来看一看汽车,尤其是汽车上安装的太阳能电池板,我们可以来得出这样一个数据。因为我们认为,由于一个好的汽车上的太阳能电池板应该是占据汽车电源工艺中的1%。但是我们在这里可以看到,如果我们在我们的汽车上最大限度的使用太阳能电池,太阳能电池板提供的电源应该比发动机的电源能够带来更大的效率。尤其是在成本效率方面相比,如果我们使用汽车,比如说这是欧洲的一个驾驶监管原则,汽车以及太阳能电池板的电源之间的比例可以达到0.004。平均来说,汽车上的电源应该是,如果使用光伏电池板的话,它的平均电源在白天的时候可以跟最高电源能够持平。平均的电源对于一个车辆来说,在城市驾驶的环境中,它会比汽车最大的功率要低。在欧洲对于车辆的驾驶来说,太阳能电池板每天能够接受超过一小时以上的太阳能。这样的话,我们在英国最近所做的研究就表明,大概71%的英国的用户能够来驾驶太阳能作为电源驱动的车辆到达自己的办公场所,46%的驾驶人员能够使用太阳能驱动的电动车少于20分钟,而且大多数的车辆上面只能有一位人员。除了驾驶员之外,这种车辆上不会有任何其他的乘客。
昨天我们也有很多的发言人也曾经介绍过,我们应该考虑美式的能源消耗对于驾驶员来说,尤其是在城市的驾驶环境中的问题。我们看到来使用太阳能给我们这些车辆的驾驶能够带来很大的增益。尤其是在减少二氧化碳的排放方面。昨天很多发言人都已经提到二氧化碳排放量减少方面,太阳能电池和混合动力,尤其是电动车能够带来其他的效益。跟常规车相比,混合车辆和不同国家的插入式混合动力来说,我们可以看到根据在这些不同的国家之间的排放量也有所不同,大多数的来源都是煤炭。对于使用煤炭作为主要能源的国家和地区,他们会产生更多的二氧化碳排放量。还需要考虑在福岛核电站出现问题之后,很多国家已经开始在考虑要不要使用核电的问题。人们开始考虑核电的安全性。在福岛核电站出事之前,更多的核电厂开始建造。尤其在生产电动汽车和混合车辆使用的能源方面,新能源能够发挥什么样的作用,光伏在车辆中的作用,也有很多人做了这样的研究。这些研究表明他能够减少充电的时间,但是他却会对当地配电的网络上增加更多的压力,这对于插入式的车辆来说是两个最大的挑战,除此之外,他也能够为车辆到电网的技术带来更大的价值。对于V2G来说,也就意味着插入式的车辆需要跟电网之间进行连接。由此,能够利用电网中的电源为电动汽车充电。在德拉梅尔州制订了一个法案,这个法案是世界上第一个绿色法案,安全电场补偿电动车车主,补偿由于他们能够买在自己对电动车充电的时候所付的电费,需要电厂的运营商对这些电动车的车主就电池充电的电费进行补偿。除此之外,对于V2G来说,它也能够进一步的减少温室气体的排放。还有一些人已经开始考虑太阳能公路的想法,在道路上用太阳能电池板来取代常规的沥青或者是水泥路面。LED五可以被用来装饰道路线,而且还可以安装一些相应发热的设备,从而来避免在下雪的时候道路结冰。
似乎看起来我们现在已经将太阳能电池板放在混合动力上,但这就止步不前了吗?我们需要做更多的工作,对于混合电动汽车来说,它并不等于常规的汽车加上电动机就完成了,在某种程度上可以说,对于混合太阳能车辆来说,它并不意味着只是把混合电动汽车加上光伏电池板就够了。比如说PV电池板能够自动控制,而且对于混合太阳能车辆来说,他需要不同的SOC的管理策略,我们也看到,对于这些车辆的车身来说,还需要进行更多结构方面的优化。车辆的纬度以及混合架构等等,我们需要做更多研究的工作。除此之外,对于光伏电池板的控制来说,我们在这张图表看到,PV也会有一些具体的问题,在应用到汽车领域的时候,它的表面非常有限,由此需要加大对电源的使用率。我们需要将电池连接到不同的地方上去,屋顶、车窗、车的侧面,如何进一步的加大对太阳能的接触范围。在充电方面也会有不同之处。对于大多数的车辆来说,主要是使用电池充电,需要建造更多的充电站。而对于HSV混合电动车来说,可以在一天之内进行免费充电。所以我们应该尽可能多的考虑在停车的时候,如何利用停车的时间对电池进行更加充分的充电。在这里我们可以看到,这是我们研究项目中研究出来的一辆样车,在这里列出了这辆样车的不同参数。对于混合太阳能电池车来说,有不同的运行模式。在停车的时候,我们有相应的模式。还有混合的模式,还有电子驾驶的状态,从电网中进行充电的模块设计。还有 V2G的设计。我们的研究成果也在我们的网站上进行了宣传。我们还参与了一系列的相关的竞赛。
最后我想要跟大家介绍一下我们的模型。我们还在考虑铝对车身的优化,PV电池板与车身之间的关系。我们还在做车辆的能源使用方面的优化,我们也对车辆所面临的限制因素进行分析。我们也对整个的设计成果进行了最优设计成果的分析,我们也设计了相应的最优管理和控制。
最后做一下总结,第一个问题就是,是不是太阳能电车最有可能在热带国家中投入使用呢?我在这里有一幅地图向大家介绍这些不同的热带国家的温度以及这些国家对太阳能的吸收情况。根据纬度,可以看到太阳能在这些国家,尤其是在这些纬度比较高的国家会有更多的太阳能的吸收能力。使用两平方米的横向的太阳能电池板,我们还考虑了侧面的经线,我们甚至看到可以利用传统的方案捕获更多的太阳能。我们可以应用更为先进的结构,能够在这些市场中突出太阳能电池车辆的使用。在常规的车辆中是不是能够加以使用呢?考虑到能源危机,这是一个非常重要的问题。因为我们知道对于大多数的车辆,目前我们都使用的是常规车辆,我们在这里还做了一个建模,主要是考虑常规车辆在车顶上加上太阳能电池板。而且在车轮中加入相应的车轮电机。而且还加入了额外的锂电池在常规的车辆中。我们也将它与OBD的断口进行理解,就能够实现部分混合动力车辆,一方面提升了车辆的性能,另一方面也提升了车辆的能效。我们在米兰也专门做了这样的实验。
太阳能光伏是世界上增长最快的发电技术。我们对于核电兴趣的减少也进一步的增强了可再生能源在生成无碳发电方面的重要作用。对于光伏来说,它可以作为汽车非常重要的辅助的材料。而且它是唯一能够将这些能源直接的转换到车轮上的一种方式,不需要跨越任何一种能源障碍。对于光伏来说,也能够进一步的提升车辆的电气化,进一步的提升能源的效率,降低材料的成本,促进太阳能光伏技术的发展,减少成本,也可以帮助我们开发出来更多的解决方案,我们目前还面临着很多的问题,对于我们来说,我们没有办法一夜之间拿出一个完美的解决方案。我们知道对于混合太阳能车辆来说,我们需要找出一个平衡的解决方案,我们需要进一步的对车辆进行重新设计,对车辆进行优化的设计,我们还需要MPPT,以及电源电子的控制,我们还需要更加优化的能源管理和控制。我们还需要在车顶上、车身上安装太阳能电池板。进一步拓展太阳能电池的使用能力。尤其是对于PVA协助的车辆来说。除此之外我们也需要对用户进行更多的教育,从而让他们有主动意识使用更多混合动力的车辆。
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