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时速一百还能续航2300公里!一群学生真的能造出来这个?

作者:admin 发布:2022-07-03 11:37 | 点击数:

最近我发现了一辆好玩的车, Lightyear 0,( 巴斯 )光年零号机。

这辆像是 FF91 和保时捷 718 合体的电动车,能让你实现永不充电,0 碳出行。

这是一辆太阳能电动车,一块 60 千瓦时的电池,可以选择插电或纯靠太阳能续航。

如果你上下班往返 70 公里以内,选择这辆车,就可以好几个月不充电,省下一大笔电费,当然也省下一大笔油费。

前提是你在的地方阳光日照得足够充足。

按荷兰的气候,可以 2 个月不充电,如果是西班牙或葡萄牙这些日照时间更长的地,可以 7 个月不充电。

想想你现在加的 10 元 95 号,这车不是香爆?

不过这车虽然很香,但它还不是太阳能汽车里的极限,甚至是个弟弟。

众所周知,电车里有个续航极限,奔驰的 Vision EQXX 的概念车,充满的 100 千瓦时电池包,实测能 1000 公里。

em...是不是觉得这续航很顶?

但有一群学生造的纯太阳能电动车,只装了一块远低于 100 千瓦时的电池,却可以在真实道路上,跑完 3200 公里,而且是只靠太阳能。

这辆车就来自于两年一届的世界太阳能挑战赛( WSC )。

这场比赛,也号称太阳能赛车界的 F1 。像这样续航两千多公里的太阳能车,比赛里多的是,而且还长得各有特色。

规则很简单,44 辆车相继出发,谁先到终点谁赢,全程 2300 公里。

没有专业的比赛场地,路况跟咱平时开的高速差不多,车水马龙,平均时速也限制在一百公里左右。

因为比赛在澳大利亚,选手们的驾驶环境甚至还挺恶劣。

你可能会碰到突然蹿出的拳击袋鼠、横叉整条路的大树,甚至沙尘暴、暴风雨等极端天气。

这环境,只靠太阳能,跑 2300 公里,黄金右脚都不敢开这玩笑。

所以为了达成目标,这些车子进化出了奇怪的形状。

先把能塞太阳能板的地方全部塞满,至于驾驶员、车辆安全和实用?不作考虑。

但为了安全,这两年的比赛倒是规范多了。

现在的参赛车辆,太阳能板总尺寸不能超过 6 平方米,而且必须考量驾驶员的安全以及车辆实用性,官方也对车辆重量、速度作出限制。

比如必须是四轮车,车总重不能超过 200 公斤,电池必须 20 公斤以内,驾驶员必须直立坐姿等等,比赛更真实,难度也更大。

所以车体的设计就相当考究,参赛选手们,玩的都是电机、太阳能电池板和空气动力学的极限。

主流的车体主要有两种,双船体设计,更宽紧凑也稳定。单船体设计,子弹形状或飞镖形状,空气动力学更好,更快也更节能。

先来看看真正的大佬,荷兰的 Vattenfall 车队,9 次比赛里,拿了 7 次冠军,2 次亚军。

他们的赛车采用双体船设计,表面覆盖了一层仿鲨鱼皮的材质,能使空气以极少的湍流通过,减少 8% 的摩擦力。

也不知道这鲨鱼皮是不是打罗老师那买的。

单船体的代表人物则是日本 Tokai 车队的子弹型设计,最高时速可达 140 公里每小时( 赛事不允许这么高 ),也是首次在比赛中采用单体子弹型设计的参赛队伍。

它们的表面也要做到极致平滑,哪怕是一根摆动的小胶带也会使整车的阻力增加 5%。

但这被动减阻的空气动力学只能说是开胃小菜。

为了让车的阻力足够小,速度足够快,每辆太阳能车的空气动力学设计与 F1 赛车恰恰相反。

F1 赛车的空气动力学是要让风把车压在跑道上。

而太阳能赛车的空气动力学有点类似于飞机,是想让风尽量把车子抬起来,从而减少轮胎阻力,节能且速度快。

但这样就导致车子抓地力不好,侧向风一吹就甩出去了。

那咋办?

日本的 Tokai 选择从车身设计上下功夫,他们参考了飞镖的设计思路,把重量集中在前面,后面是一个十字架造型,飞镖飞起来怎么稳,车开起来就怎么稳。

侧面则是引导式 “ 机翼 ” 设计,能把风引到车身下方,从侧后方流出。

em...感觉这帮学生是学航空出身的。。。

但下面比利时 Agoria 对抗侧向风的方法,就为车辆工程出身的 “ 专业人员 ” 争了口气。

它们采用了一套偏流修正系统,说白了侧向风吹过来的时候,车身可以随着风轻微移动,但车轮还是稳稳向前。

这波就是考验司机了,怎么斜着开车同时维持直行。

除了车身设计,太阳能电池面板也是卷到不行。

比如当年日本红极一时的 HIT 太阳能电池,电池效率 24.7%,反观那会我们国内用的多晶硅电池,效率不到 20%。

当然这还不算最吊的,有的车队拿到了砷化镓面板太阳能电池,效率 37%。

这玩意,可是用在哈勃望远镜上面的,生产成本大概是普通硅电池的一千多倍。

“ 斯坦福,你多少有点玩不起了。”

当然了,想拿下比赛的第一名,后勤和安全也是很重要的一环。

每辆太阳能车比赛时都会有十几辆保障车跟随,整个团队 50 人左右,他们会链接卫星、观测天气,预测太阳方位,保证最佳充能角度。

驾驶员也必须通过 15 秒逃生测试,没通过不准参加比赛。

总而言之,这是一场承载清洁能源希望的最困难、最直接的比赛。

可能小伙伴会问,中国大陆有没有车队去参加比赛?

其实大陆这边,北理光梭车队曾在 2013 年、 2015 年参加了两届 WSC,是大陆内的第一支参赛队伍,也是唯一一支大陆内的参赛高校。

但受限于当时国内光伏产业起步不久,2013 年那会国内电动车销量才一万多辆。

所以高能量密度的电池、高转化效率的太阳能电池、电机电控、碳纤维材质等,国内都供应不上,只能以客户的名义去美国和日本购买,参赛成绩也没有很理想。

这几年又因为疫情,WSC 的比赛也取消了。

但以国内目前新能源产业的发展,咱也绝对有实力上去一较高下。

光 2021 年全年,我们的电动车销量超过 200 万辆,动力电池装机量前十名的企业里有 6 个都是中国,光伏电池产量业占全球 70%,造个电芯能量密度超过 300Wh/kg 也是洒洒水。

当年搞 HIT 太阳能电池的松下跟咱竞争不来,已经砍掉了光伏业务。

所以,真的希望能在 2023 WSC 看到我们大陆高校的参赛队伍。

最后,估计有人会说,这玩意造的奇形怪状能量产吗?花这么多钱搞这些有意义吗?

但差评君认为,这场比赛的意义不只是量产,更不是拿到冠军。

对于参赛者来说,他们能借此机会接触到行业前沿的技术和实力。比如美国航天局给斯坦福搞的砷化镓太阳能面板。

这里面每个参赛车辆身上也贴满了赞助商,涵盖了普利司通、奥迪等行业顶尖研发企业,他们每年会为优秀参赛者提供深造的机会。

更多的人知道这项比赛,会启发更多的学生,也会启发更多的研发投入,这些背后的支持至关重要,更多的人参与到这个行业,我们才能更早的看到纯净清洁能源的诞生。

所以有时候,推着我们往前走的,不止是那些划时代的重大发明,更多的,还是这些看似不切实际的创意启发。

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