向海洋学习。如今,许多拥有近乎无限续航能力的太阳能动力船已上市销售,因为它们拥有大面积的太阳能发电面积。有些船抵达目的地后,其发电量足以供应三户家庭的用电需求。对于远洋航行的大型船舶而言,加装风力涡轮机是可行的,因为在海上,风速很少会低于船速,也很少会直接吹向船体。由海洋清洁组织(Sea Cleaners)运营的大型海洋清洁船“蝠鲼号”(Manta)就是最新的例证。将这些技术与其他技术相结合,甚至可以使船舶实现能源自给自足。.

陆地车辆在能源独立技术方面落后于其他车辆,因为它们的人均乘员表面积较小。但最近单晶硅侧壁技术的出现(如Sono Motors在2021年国际消费电子展上展示的那样)是朝着正确方向迈出的一步。太阳能工程专业的学生利用3到5个太阳能电池板的复合材料实现了能源独立,但这种材料对于大多数应用来说仍然成本过高。他们还通过挑战驾驶员的极限,实现了超低阻力系数。尽管如此,这些技术正在你身边的汽车、无人驾驶班车和卡车上逐步成为现实。.

例如,以太阳能高尔夫球车为例,总部位于加州的太阳能汽车初创公司Aptera承诺,对于那些愿意与8级卡车共享道路,同时又想体验三轮“蛋形车”的用户来说,其续航里程可达1000英里。更传统的是,特斯拉和Lucid的续航里程已经超过500英里(800公里),这得益于其低风阻系数、轻量化结构、更高效的电力电子设备以及铝制单体车身等其他策略,即便在采用太阳能之前也是如此。事实上,特斯拉Roadster的电池容量翻倍,使其续航里程达到620英里(1000公里)。Lightyear系列太阳能汽车凭借其超大的太阳能车身以及更高效的轮毂电机,续航里程也接近500英里。更高效的电机对于特斯拉卓越的续航里程至关重要,而更高效的电机也正在研发中。.

埃隆·马斯克希望在条件允许的情况下,尽快部署太阳能发电。这将使太阳能发电量超过一千瓦。许多汽车主要由玻璃制成,但太阳能车窗显然即将应用于汽车,现代汽车率先承诺推出半透明太阳能车顶。.

2018年,特斯拉开始在Model 3的主逆变器中采用宽带半导体(碳化硅),这种材料效率更高,并且能够减轻重量、节省冷却系统空间。超级电容器目前在电动汽车中的应用仍然不多,但随着其能量密度不断提高、成本不断降低,它们可以从多方面提升续航里程。超级电容器能够回收更多制动能量,并有助于新型电池进行深度放电。.

其他增程技术的路线图同样丰富。车辆底部的红外传感器可以在温暖气候下工作。在车辆顶部和侧面,将钙钛矿材料融入硅中,可以捕获更宽光谱范围内的红外线和可见光,从而将发电量提高至少10%(多层钙钛矿有望提高100%)。自动驾驶出租车、小型巴士和公交车无需驾驶员,从而减轻了重量和占用空间,其续航里程还可以进一步提升。在风力资源丰富的国家,车辆停止时自动展开的风力涡轮机或许可行。事实上,美国国防部正在资助在风力最强、最稳定的地区开展无人机系留发电试验。.

IDTechEx首席执行官Raghu Das建议:“大众集团和其他许多公司正在研发结构电池和超级电容器来提升续航里程——不再使用笨重的车身。与此同时,特斯拉和Lucid正在朝着这个方向迈出商业化的第一步。同样具有挑战性,但仍然可行的方法是使用更高的电压来提升续航里程,而不仅仅局限于缩短充电时间。大众集团、Lucid、Rivian、通用汽车、现代、起亚以及其他汽车制造商及其供应商,例如日立、博格华纳等,正在率先使用800-1000V的电压。从理论上讲,这可以提高效率并减轻重量。”.

“我们目前正在着手启动几个高端800伏项目的生产,”采埃孚(ZF)电动驱动系统开发负责人伯特·赫尔维格(Bert Hellwig)表示,“我们正在为一家中国汽车制造商的多款车型提供完整的电动动力总成,包括电力电子设备。此外,采埃孚还为一家欧洲跑车制造商提供用于高压应用的电力电子设备。更多批量生产项目也已提上日程。”.

还有更多。热管理以及所有材料和系统都可以改进并减轻重量,从而增加续航里程。例如,研究表明,仅在车内需要的地方贴上透明加热膜,可以节省高达 30% 的电力。.

在这一切之中,不时可见架空电线、闪烁的路面和线圈,它们会在车辆经过时为其部分充电;此外,越来越多的汽车具备为其他汽车充电的能力(Sono Motors Sion 就是又一个例子)。电池初期充电速度很快,因此,例如在伦敦,路灯充电桩的普及或许可以成为稀缺且昂贵的快速充电桩的良好替代方案,尤其是在车辆续航里程翻倍的情况下。仅电池技术的改进就有望显著提升续航里程。大众汽车刚刚设定了到 2030 年将能量密度提高 40% 的目标。换句话说,汽车设计师现在可以选择多种实现 1000 英里续航里程的途径。选择众多。欲了解更多详情,请参阅 IDTechEx 的报告《电动汽车:陆地、海洋和空中 2021-2041》。要查看 IDTechEx 的全部电动汽车研究成果,请访问 www.IDTechEx.com/Research/EV。