我最近讀到《華爾街日?qǐng)?bào)》在今年9月18日刊載的一篇主題為“太陽能汽車與卡車即將問世”(Solar-Powered Cars and Trucks Are Almost Here)的文章。作者對(duì)美國加州的公司Aptera Motors等企業(yè)的發(fā)展顯得格外興奮,稱該公司“很快”就將推出全太陽能驅(qū)動(dòng)的汽車。這些車輛在陽光充足的情況下可完全以太陽能充電,行駛數(shù)十英里后,只需再次停在陽光下,就能享受無碳排放、無環(huán)境污染的完全太陽能充電。
【資料圖】
圖1:Aptera的三輪太陽能汽車,在完全太陽能充電下可行駛約15至40英里。(來源:Aptera Motors)
該報(bào)道著重于其技術(shù)的創(chuàng)新與優(yōu)勢(shì)。例如,Aptera宣稱其開發(fā)的太陽能板能承受高速行駛時(shí)的路面沖擊,包括飛石與其他路面危害,并在結(jié)構(gòu)耐用性方面取得突破。
然而,就太陽能照射量與續(xù)航里程的對(duì)比數(shù)據(jù)而言,其數(shù)據(jù)仍顯得相當(dāng)有限。對(duì)于生活在日照充足地區(qū)的駕駛者而言,夏季時(shí)僅靠太陽能板每日最多可增加約40英里(64公里)的續(xù)航里程;但在北方氣候地區(qū)的冬季,這一數(shù)字可能下降至每日約15英里(24公里)。
Aptera表示,其前輪驅(qū)動(dòng)版本可在6秒內(nèi)由靜止加速至?xí)r速60英里(96公里/小時(shí)),最高時(shí)速可達(dá)101英里(163公里/小時(shí))。
文章同時(shí)提到,Aptera計(jì)劃將其強(qiáng)化型太陽能板供應(yīng)給位于加州圣卡洛斯(San Carlos)的Telo Trucks公司。該公司正開發(fā)一款500馬力的迷你電動(dòng)卡車,預(yù)計(jì)于明年出貨,并將利用太陽能板每日額外增加15至30英里續(xù)航力。
我不禁閉上眼想:“等等,我以前是不是聽過這個(gè)故事?”果然,翻閱筆記后發(fā)現(xiàn),早在2021年我便在一篇名為“太陽能汽車會(huì)是終極的電動(dòng)車嗎?”的博客文章中討論過Aptera與其他公司的類似嘗試。或許這并不令人意外,因?yàn)楫?dāng)時(shí)的上市時(shí)間表同樣被形容為即將到來(coming soon)。
物理定律的挑戰(zhàn)
物理法則讓這樣的構(gòu)想變得極為艱巨。這類雄心勃勃的項(xiàng)目需要跨越多重技術(shù)領(lǐng)域的突破,包括車體材料、電池技術(shù)、高強(qiáng)度太陽能板、電池管理電子系統(tǒng)等等,不勝枚舉。而所有這些技術(shù)又都與功率重量比與能量密度等關(guān)鍵指標(biāo)密切相關(guān)。
值得一提的是,Aptera用的是三輪設(shè)計(jì),這意味著其天生存在穩(wěn)定度挑戰(zhàn)。車內(nèi)可容納兩人乘坐,雖為全封閉車艙,但如果嚴(yán)格來講在技術(shù)分類上仍被歸為摩托車,不過它還是必須符合汽車安全法規(guī)與監(jiān)管要求。
別忘了,若駕駛者不開窗行駛,尤其在這種必須停在陽光下的設(shè)計(jì)條件下,勢(shì)必需要使用耗電量極高的制冷系統(tǒng),這又會(huì)進(jìn)一步削弱原本有限的續(xù)航力。
我并非意圖貶低團(tuán)隊(duì)在此項(xiàng)目中投入的技術(shù)創(chuàng)新、研發(fā)努力與資金。然而,無論從哪個(gè)角度來看,為僅僅15至40英里的太陽能續(xù)航力而支付約4萬美元的售價(jià),似乎代價(jià)過高。若以環(huán)境效益衡量,這樣的投資換來的環(huán)保方面的收益也顯得十分有限——甚至可以說微不足道。
純電動(dòng)汽車與飛行汽車有相似之處嗎?
以現(xiàn)今以及可預(yù)見的未來科技發(fā)展來看,我認(rèn)為真正可行的全太陽能汽車(無論成本高低)的發(fā)展軌跡,與另一個(gè)長(zhǎng)久以來反復(fù)出現(xiàn)的夢(mèng)想——飛行汽車」(the flying car)極為相似。許多社會(huì)觀察者指出,混合動(dòng)力汽車最早在1962年由電視節(jié)目《杰森一家》(The Jetsons)被帶入大眾文化。然而,實(shí)際上,在那之前,《Popular Science》等科技雜志便已刊載過相關(guān)構(gòu)想。
圖2:常被拿來討論的飛行汽車概念,很可能源自1962年的動(dòng)畫《杰森一家》(The Jetsons)。(來源:Thejetsons.fandom.com)
反復(fù)出現(xiàn)的夢(mèng)想與現(xiàn)實(shí)落差
自那之后,幾乎每隔十年,這個(gè)夢(mèng)想都會(huì)再次浮現(xiàn),引發(fā)媒體新一波的報(bào)道熱潮。各家廠商宣稱新款飛行汽車正在研發(fā)與測(cè)試中,實(shí)際量產(chǎn)車型“指日可待”。然而現(xiàn)實(shí)總是如此——我們似乎永遠(yuǎn)離那個(gè)“拐角”越來越近,卻始終無法真正實(shí)現(xiàn)。Terrafugia公司便是一個(gè)明顯例子:它曾掀起巨大的宣傳浪潮,但最終仍因財(cái)務(wù)困境而破產(chǎn)。
飛行汽車的最大問題在于:無論構(gòu)想多吸引人,地面車輛與航空器的設(shè)計(jì)需求與限制并不兼容,甚至往往互相矛盾。
對(duì)車輛工程設(shè)計(jì)而言,要在多重取舍與限制中尋得平衡已屬艱難——畢竟,這正是工程學(xué)的本質(zhì)所在。然而,對(duì)飛行汽車而言,問題不只是平衡,而是如何調(diào)和兩個(gè)根本對(duì)立的設(shè)計(jì)理念。此外,汽車與飛機(jī)都受制于嚴(yán)格的安全與法規(guī)要求,使得整體設(shè)計(jì)與認(rèn)證流程更加復(fù)雜。
有時(shí),在這些沖突條件下幾乎無法“化圓為方”,也就是說,難以同時(shí)滿足雙方需求并達(dá)成可行方案。“化圓為方”(square the circle)一詞源自古希臘的幾何難題:僅以圓規(guī)與直尺構(gòu)造出與既有圓面積相等的正方形。該問題在1882年被證明為數(shù)學(xué)上不可能實(shí)現(xiàn)。就比喻而言,這個(gè)短語象征試圖結(jié)合根本不兼容的兩種概念。
太陽能汽車的未來?
那么,這些全太陽能汽車的未來究竟如何?與許多評(píng)論專家或媒體不同,我坦承——我毫無確定答案。它們或許永遠(yuǎn)無法商業(yè)化,也可能成為富人專屬的昂貴玩具;又或許能占據(jù)一小部分但可量化的市場(chǎng)份額。一旦原型車上路行駛一段時(shí)間,隨后的技術(shù)改良與成本下降或許能讓它們更具吸引力——但老實(shí)說,我不知道,也沒有人知道。
既然太陽能汽車與飛行汽車皆存在高度不確定性,為何仍能持續(xù)吸引關(guān)注?答案其實(shí)很簡(jiǎn)單:它們題材有趣、具話題性、且容易引起媒體共鳴。畢竟,相較于碳化硅MOSFET這類枯燥卻關(guān)鍵的技術(shù)組件,太陽能汽車與飛行汽車顯然更能刺激想象、吸引眼球。
那么,您如何看待太陽能汽車的現(xiàn)實(shí)前景?它是否是一場(chǎng)被現(xiàn)實(shí)條件過度限制的夢(mèng)想?還是能在環(huán)境問題上做出實(shí)質(zhì)貢獻(xiàn)?又或者,它只是另一項(xiàng)昂貴的作秀項(xiàng)目——前提是,它真能從車庫里駛出,并獲得公路行駛合法認(rèn)證嗎?












