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電力、天然氣還是石油?房車的能源選擇與規劃

在上壹篇專欄文章中,我們介紹了房車上各種“電器”的選擇。對於同壹種電器,我們也把用電的電器和用氣、用油的“電器”進行對比。(相關回顧:房車如何選擇“電器”配置|宇博說房車)

本期欄目,我們將從壹個綜合的維度,比較房車上幾種能源的區別,供應來源,儲存方式,電、氣、燃料的成本和便利性,以及如何規劃壹輛房車需要儲存多少能量。

我們先來看看能量供應的來源和儲存。

燃料的來源最簡單。如果是自走式房車,就是從車輛油箱取油。當然,如果是拖車,或者使用的燃油設備與本車使用的燃油不同(汽油房車使用柴油設備,反之亦然),那麽就需要額外購買壹個油桶。像下面這樣:

補充燃料自然是去加油站補充,便利性比較高。

可燃氣體

RV使用的燃料氣壹般是易液化的燃料氣,即丙烷和丁烷。在天然氣(甲烷)管道普及之前,罐裝煤氣——即所謂的液化石油氣,也就是俗稱的煤氣——在中國的居民住宅中被廣泛使用(其實液化石油氣不是煤氣,遠比煤氣清潔安全)。液化石油氣是丙烷和丁烷的混合物。

由於丁烷的沸點為-0.5℃,在北方的冬天,液體無壓放出後無法正常氣化,所以北方液化石油氣中丙烷的比例比南方高很多,主要是丙烷,因為丙烷的沸點低至-42.06℃。同樣的道理,歐美市場的房車用的是燃氣甚至純丙烷。(註:以下液化氣的密度和價格的計算主要是根據北方的情況。

這類液化氣壹般儲存在大型壓力氣瓶中,最典型的容量為5kg和10kg,如下圖所示-

這些鋼瓶是可重復使用的,補給方式沒有燃料方便。進入新世紀後,天然氣管道在我國城市逐漸普及,城市中的加氣換氣點特別是加氣點很少。

但不代表液化氣用起來麻煩。如果在壹個城市,可以提前查看加氣站和換氣站的位置。在農村,因為人口密度低,液化氣的使用還是很普遍的,所以基本上每個鄉鎮都有加油換氣點。

鄉鎮餐館現在還廣泛使用液化氣,所以妳也可以在鄉鎮餐館吃飯的時候向餐館老板要送氣的電話,等送氣的來了,邊吃邊喘口氣。

除了傳統的大罐液化石油氣,液化石油氣還可以灌裝在盒式爐中使用的小瓶中。但由於盒式爐的氣瓶內氣體量少,氣瓶強度沒有那麽高,重量輕,制造成本低,壹般不重復使用,所以單價比較高,但好處是補充起來比較方便,各種大小超市都有。

當然,這種氣瓶只能用來做飯,不可能燒開熱水加熱。做飯的話,如果用卡式爐代替傳統的液化氣爐,方便拿到戶外,省去了戶外廚房,還可以用來吃火鍋,燒烤。

電能

房車上的電能比較復雜,分為來源、儲存、輸出三部分。

最傳統的電能來源當然是接入幹線,也就是說,像普通家庭壹樣,接入220V市政供電管道。

對於房車來說,壹般是通過房車營地的智能水電樁,才能接收到市電。當然,如果妳家在壹樓靠近車位的地方,也可以自己引出來充電。

然而,這種世界上最常見的房車取電方式,在中國卻是最“非主流”的——原因是中國的房車營地太少,少數房車營地收取的費用往往太貴。

而我國雖然房車水電樁少,但是電動車多,而且為了鼓勵新能源汽車的發展,國家在高速服務區等地建設了大量的充電樁。在早期,這些充電樁大多是輸出220V交流電的慢充電樁,但實際上,它們的性質和房車用智能水電樁是壹樣的。功率還是比較高的,壹般7kW,而智能水電樁壹般只有4kW。壹方面,功率越高充電越快,另壹方面,如果有必要,也可以在仍有剩余電量的情況下,使用空調等電器給電池充電。

壹些公共停車場也配備了這樣的充電樁,房車在這樣的地方停車休息非常方便。但是充電樁會有壹些電流噪音,睡眠淺的人可能需要避免在這裏過夜。

AC慢充樁壹般比較細,如下圖-

用慢充電樁給房車充電,只需要花幾十塊錢買壹個這樣的轉接頭——

然而,近年來,為了提高電動汽車的充電速度,公共充電樁中的交流慢充越來越少,很多都被DC快速充電樁取代。電壓按國標是380V,房車不能直接用。

這種充電樁壹般比較粗,如下圖——

不過這種充電樁房車其實是可以用的,但是設備投入較高,買壹個DC快充到交流慢充的轉換器需要3000或者4000元。但DC轉交流後,輸出功率也會急劇下降,只有6kW左右,還不如普通交流慢充樁快。而且中間會有更多的損耗,導致充電的成本增加。

不過因為現在最常見的是DC快速充電樁,如果車本身的發動機充電功率不高,建議房車車主買壹個。

當然,也有少數新能源自走式休閑車本身使用大容量動力電池,可以直接用DC快充電樁充電,自然效率很高,損耗也很低,還可以充分利用DC快充電樁60kW甚至更高的充電功率。

雖然這些收費方式分布很廣,但還是不太方便。如果用燃油或燃氣,幾分鐘就能補充幾百甚至幾百千瓦時的燃油,相當於充電功率高達幾千千瓦,快很多。

充電樁的充電方式在長時間停車的情況下還是比較適合同時充電的,但是充電樁所在的地方環境並不是那麽好。

對於自走式房車來說,最便捷的充電方式其實是使用燃油,即在車輛發動機運轉的情況下,驅動發電機給電池充電。

這是下面的事情—

如果是混合動力系統的房車,發電機可能更大更強勁,和發動機的連接方式也不壹樣,但原理差不多。即燃料轉化為動能,帶動發動機的曲軸旋轉,然後曲軸通過某種機械連接帶動發電機旋轉發電。

普通房車上的電池和發電機都是12V,充電功率不高,只有1kW左右。如果在駕駛過程中打開空調,實際用於給電池充電的功率甚至更小。因此,如果房車以電力為主要能源,實際上需要很長時間才能充滿。但這樣做的好處是,妳可以在路上充電,沒有延遲。

但大部分房車車主退休後玩的節奏比較慢,每天的行駛時間壹般只有2-4個小時甚至更短。這樣的話,這個充電功率就有些不足了。

解決這個問題的方法之壹是選擇電池電壓較高的房車。輕卡雖然駕駛舒適性差,但它的壹大優點是采用24V系統,充電功率在2kW以上,以壹般的遊玩節奏,從車上發電幾乎足夠了。

以大通RV90為代表的新壹代房車,采用48V光混系統,充電功率高達3.6kW,可以隨意給電池充電,慢節奏玩也沒關系。

如果汽車產生的功率足夠高,用電代替煤氣會更方便。

另壹種方法是安裝太陽能電池板。

經過多年的發展,光伏太陽能板比以前便宜很多,每瓦成本甚至只要1-2元。而且這還只是前期投入,後期用電其實是免費的。

如果房車使用燃油發電或電動汽車充電樁補充電力,則每千瓦時(kWh)的成本為1-2元,這意味著如果硬板的實際效率按40%計算,可以恢復2500小時的光照。如果每天光照6小時,就是425天。如果按照10年計算,房車每年可以超過這個數字壹個半月。

所以,如果真的能充分利用房車,哪怕純粹是基於成本考慮,也應該安裝。

而且這還沒算上它帶來的便利。前面說了,充電樁不方便補充電量,發電機功率不夠大,遊玩節奏慢的情況下,靠開車充電是不夠的。此時,如果有壹塊400瓦的太陽能板,如果在陽光充足的田地裏,壹天可以補充1度電。氣候適宜,不開空調的時候,壹天就夠了。經過熱區時,多出來的1千瓦時除了開車充電,還可以延長空調可以打開的時間。

對於壹輛拖車來說,沒有汽車的動力源,太陽能電池板更是不可或缺。而且拖車車頂面積大,經常可以鋪設600瓦甚至800瓦的太陽能電池板,補電能力更強。(壹般100瓦的硬板面積在0.6平方米左右。)

普通輕客和輕卡壹般可以安裝400-500瓦的太陽能電池板,B型房車和微型卡車、皮卡車可以安裝300-400瓦的太陽能電池板,會少壹些。如果更換軟板,可以鋪設的面積會比硬板大,但效率相對較低,故障率也會增加。因為C型房車的車頂壹般弧形部分比較大,主要是硬質板材,所以安裝壹些軟質板材比較合適。

下圖中,屋頂的太陽能電池板後面硬,前面軟——

如果自走式發電機的功率高,可能有人會覺得太陽能電池板沒那麽劃算——畢竟前面算的425天重現期也是按照晴天算的。事實上,考慮到下雨天,返回首都可能需要更多時間。

值得註意的是,如果安裝了太陽能電池板,那麽必須在車尾加壹個梯子,方便定期清理車頂的太陽能電池板,否則發電量會大大降低,類似下圖——

最後還有壹個最簡單的方法,就是安裝壹個特殊的發電機。

這種發電機的油箱是分離的,所以不管車輛有沒有燃料,都可以直接加油發電。如果長時間停車不能依靠發動機發電,也可以用這個發電機補充電力。

這種方法最靈活、最方便、最直接,但缺點是噪音壹般很大——通常比發動機空轉聲大很多;還需要準備額外的燃料;另外,這種特殊的發電機價格也不便宜,要幾千元。

而如果想要壹個專用的房車靜音發動機,就要幾萬元,同時又不會太安靜。壹直睡不太好,白天需要先充電。內置發電機的高端房車往往是靜音發電機,也可以直接從油箱取油。如下圖所示:

如果買獨立發電機,壹般會選擇汽油,因為噪音和氣味會少壹些。

電能的儲存也有很多選擇。常見的車用電池有三種:

鉛酸電池和普通燃油車壹樣,優點是非常安全,但是能量密度很低。

膠體電池作為鉛酸電池的變種,安全性和耐用性更好,但價格更貴,能量密度更低,所以在房車中很少見。

最後,鋰電池常用於電動汽車的動力電池。能量密度高很多,現在每千瓦時的成本已經降到和鉛酸電池差不多了。以前因為鋰電池貴,安全性差壹點,房車上原廠提供的少,後來自己裝的多;現在隨著技術越來越成熟,原廠提供的越來越多。畢竟同樣體積和重量的鋰電池可以儲存4倍左右的電量,對於房車來說會方便很多。

壹般休閑車選用的鋰電池都是磷酸鐵鋰電池。三元鋰電池雖然更便宜,甚至比鉛酸電池便宜很多,而且能量密度高,但是起火風險更高,在休閑車中幾乎從不使用。

鉛酸電池、膠體電池都是12V、24V的低壓電池,而鋰電池除了12V、24V之外,還有48V甚至上百伏的高壓動力電池。

雖然同樣需要通過逆變器將電池中的直流電轉化為交流電來驅動220V的電器,但是這個過程中高壓電池的損耗更小,這也是新能源房車的壹個優勢。

在介紹了各種能源的來源、儲存和補充便利性之後,這裏還總結了幾個表格,用來比較不同能源的單位能源使用成本、儲能的成本和重量(影響油耗和車內空間)、房車的日常消耗(用來估算所需的儲能能力)。

使用成本對比:

可見,直接接入幹線,或者使用燃油和大罐裝液化氣的成本相對較低。新能源充電樁開車充電成本比較高。

儲能比較:

可以看出,雖然電能在壹定情況下更方便(自供汽車可以充電,太陽能可以免費補充),但為了儲存電能,需要付出多得多的成本,這也會占用房車的體積,增加車重。

最後,我們還可以計算壹般房車的日常能耗,比較不同功能電器的能耗。壹方面可以看出不同的設備更適合用電還是用燃料還是用氣,另壹方面也可以幫助我們計算壹個很重要的問題,那就是房車需要規劃多大的儲能容量,特別是因為儲能比較貴,占用空間和負載都比較大,所以特別需要小心——

在上表中,我用紅色標註了每種電器最適合的能源形式,表中的均衡方案是每種設備選擇最佳的能源方案。氣體最大化方案是將氣體用於所有可用的氣體。

另外加熱部分也對比過兩次。空調制熱是針對室外溫度不是特別低的。比如南方冬天用空調取暖就夠了,而電油針對的是北方零下的氣溫。

用兩個車間的最大消耗來分析從晚上停到當天休息地點,第二天早上再出發的消耗。因為中間不會再有汽車,也沒有太陽能,如果不考慮單獨啟動發電機,所需的電力完全由電池提供。

從上表可以看出,雖然有些消費者認為完全用電會降低能源復雜度,方便計算能源續航能力,不用折騰多種能源,電還可以用來驅動和太陽能發電,方便又安全,但如果考慮到“取暖”,全電方案的成本其實太高了,用在車上的電力也會太高。相比之下,燃氣加熱10 kg的鋼瓶可以堅持好幾天。用油箱用燃油取暖更方便。

事實上,即使是像SAIC大通RV90這樣的48V房車也沒有耗電的擔憂,暖氣和熱水器仍然使用燃料。不是所有的都依靠電力。

但如果采用平衡方案,其實只要6-7度電就夠了。

如果讀者已經選擇了各種設備的形式,他也可以使用這個表來計算他需要安裝多少電池。

結論:

看了這壹期和上壹期的專欄內容,消費者壹定很了解廠家提供的房車功能配置是如何的實惠和好用。正是因為這些配置的重要性,所以在買房車的時候不能壹味的追求低價,而是要真正的在安裝好必要的配置之後看到價格,也想知道這些配置是否實用好用。

文|魚不是魚。

圖|網絡

本文來自車家作者汽車之家,不代表汽車之家立場。