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我們已經有了電動車,誰還在乎太陽能車?

We Already Have EVs, Who Cares About Solar Cars?

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。

可再生能源發電。

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。



電動車輛的剖析 (該資料由 afdc.energy.gov 提供)

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LinkedIn 頁面關注 #PowiGaNVan。

永續發展情境中按來源劃分的與能源有關的二氧化碳排放量和減排量。雖然 32% 的減排必須來自可再生能源的使用,但 37% 的減排應該來自效率的提高。(該資料由國際能源總署發佈的《世界能源展望》提供)

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。

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