從北理工“穿越”澳大利亞
發(fā)布日期：2015-12-06 供稿：北京晚報(bào) 張航 攝影：機(jī)械與車(chē)輛學(xué)院
編輯：新聞中心 辛嘉洋 閱讀次數(shù)：【編者按】今年10月,，2015年世界太陽(yáng)能車(chē)挑戰(zhàn)賽在澳大利亞舉行,。作為中國(guó)大陸地區(qū)唯一參賽車(chē)隊(duì)，北京理工大學(xué)師生駕駛自主研發(fā)的太陽(yáng)能車(chē)，帶著北理工太陽(yáng)能車(chē)的“世界夢(mèng)想”,，從達(dá)爾文出發(fā)，翻越麥克唐納山,，穿過(guò)維多利亞沙漠,，到達(dá)南部的阿德萊德，跑完全程3022公里,，也完成了從北理工到澳大利亞的探險(xiǎn)“穿越”,。
原標(biāo)題：“中國(guó)造”太陽(yáng)能車(chē)穿越澳大利亞
從澳大利亞北部的達(dá)爾文出發(fā)，翻越麥克唐納山,，穿過(guò)維多利亞沙漠,，到達(dá)南部的阿德萊德，全程3022公里,。這是一條眾多探險(xiǎn)自駕游者熱衷的線路,。就在上個(gè)月，北京理工大學(xué)的師生駕駛自主研發(fā)的太陽(yáng)能車(chē),，參加2015年世界太陽(yáng)能車(chē)挑戰(zhàn)賽,，跑完全程，其中純太陽(yáng)能行駛里程達(dá)1823公里,。這也是中國(guó)大陸地區(qū)唯一一支參賽車(chē)隊(duì),。
首次參賽：“光梭”號(hào)跑出1400公里
世界太陽(yáng)能車(chē)挑戰(zhàn)賽經(jīng)過(guò)近三十年的發(fā)展，已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)最成熟和有影響力的太陽(yáng)能汽車(chē)比賽,，體現(xiàn)了目前太陽(yáng)能汽車(chē)領(lǐng)域發(fā)展的最高水平,。該賽事每?jī)赡昱e辦一次。
團(tuán)隊(duì)成員兼指導(dǎo)老師張幽彤介紹,，北京理工大學(xué)機(jī)械與車(chē)輛工程學(xué)院從2012年開(kāi)始研究太陽(yáng)能汽車(chē),，參與研究的師生當(dāng)時(shí)就把目光對(duì)準(zhǔn)了這項(xiàng)賽事，“一是檢驗(yàn)我們自己的研發(fā)成果,，二是也想通過(guò)這種交流的機(jī)會(huì)了解一下世界最前沿的太陽(yáng)能汽車(chē)技術(shù),。”
2012年底完成了參賽報(bào)名后，張幽彤帶領(lǐng)著同事和研究生進(jìn)入緊張的賽車(chē)研發(fā)過(guò)程,。他們用鋁合金搭起了車(chē)的框架,，鋪上太陽(yáng)能發(fā)電板，然后安裝上電機(jī)、集成電路,、儀表等操控設(shè)備,。歷經(jīng)大半年研發(fā)完成后，他們給這輛太陽(yáng)能車(chē)命名為“光梭”號(hào),，“希望它今后能像所依賴的太陽(yáng)光一樣飛速穿梭,，改變?nèi)藗兊纳睢?rdquo;
這是他們制造出的第一版參賽車(chē)輛，代表了當(dāng)時(shí)的最高研制水平,。“光梭”號(hào)質(zhì)量為275公斤,，最高車(chē)速每小時(shí)100公里，使用純太陽(yáng)能一次可以行駛接近200公里,。
“每個(gè)分站之間距離約為300公里,，一旦當(dāng)天不能達(dá)到最近的一個(gè)分站點(diǎn)，就需要使用拖車(chē),，最后按照實(shí)際利用太陽(yáng)能行駛的總里程計(jì)算排名,。”張老師說(shuō)，這意味著他們每一個(gè)賽段都需要用到拖車(chē),，“有學(xué)生泄氣了,，認(rèn)為跑不完就沒(méi)有了成就感。”張幽彤說(shuō),，他告訴學(xué)生,，達(dá)喀爾拉力賽中，許多車(chē)手都無(wú)法在當(dāng)天趕到賽段集結(jié)點(diǎn),，但是這并不妨礙這項(xiàng)賽事吸引全球頂尖車(chē)手而成為經(jīng)典,，“關(guān)鍵是你努力了，參與了,，學(xué)到了,。”
2013年的10月，“光梭”號(hào)在澳洲大陸使用純太陽(yáng)能跑出了1398公里,。“我認(rèn)為這是一個(gè)了不起的成績(jī),，值得祝賀。”張老師說(shuō),。
二次研發(fā)：“振發(fā)”號(hào)“減肥”100公斤
第一次參賽結(jié)束回到學(xué)校,，團(tuán)隊(duì)馬上進(jìn)行了總結(jié)，為下一次參賽做好準(zhǔn)備,。“一定得減肥,。”張幽彤說(shuō)的不是自己，而是“光梭”號(hào),，“車(chē)輛總重有限制,，所以只能把車(chē)身重量控制下來(lái)，才能騰出地方盡可能安裝更大面積的太陽(yáng)能板，提高動(dòng)力和續(xù)航能力,。”
第一版“光梭”號(hào)用的是鋁合金車(chē)架,，鋁的密度為2.7。他們經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)決定新車(chē)采用碳纖結(jié)構(gòu),，比重能降到1.9,。“后來(lái)證明，設(shè)想是美好的,，現(xiàn)實(shí)是骨感的,。”張幽彤笑道,，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)于完美,，在國(guó)內(nèi)道路測(cè)試時(shí)他們發(fā)現(xiàn)全碳纖維材料車(chē)身的機(jī)械強(qiáng)度不足以支撐3000公里路途的顛簸，“有第一次參賽的經(jīng)歷,，那邊的鋪裝路面比咱這要差好多,，不用瀝青，還要穿越沙漠區(qū),，有很多碎石,。”為此，他們又進(jìn)行了車(chē)身改良,，最終通過(guò)材料綜合整合后達(dá)到了預(yù)期效果,。熱成型、固化,、加工,，新車(chē)的車(chē)身工藝復(fù)雜性遠(yuǎn)超過(guò)能直接加工的鋁合金。“研發(fā)的過(guò)程非常辛苦,，碳纖維整車(chē)的生產(chǎn)工廠在六環(huán)外,，我們每天很早就得從三環(huán)附近的學(xué)校趕過(guò)去，直到夜里才能返回,。”車(chē)隊(duì)成員,、研究生雷磊對(duì)記者說(shuō)，至于裝備,、研究車(chē)輛到半夜,，那更是家常便飯。
除了車(chē)身外,，團(tuán)隊(duì)還重新開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了電子系統(tǒng),，包括電機(jī)、控制器,、儀表燈等,。這是50多支參賽隊(duì)伍中唯一DIY電子系統(tǒng)的車(chē)隊(duì)，“國(guó)外許多車(chē)隊(duì)直接采購(gòu)知名大牌的電子系統(tǒng)，或者和頂級(jí)賽車(chē)公司聯(lián)合開(kāi)發(fā),。”張老師說(shuō),。
經(jīng)過(guò)10個(gè)月的開(kāi)發(fā)準(zhǔn)備，第二代太陽(yáng)能賽車(chē)在今年夏天問(wèn)世,，這輛車(chē)被命名為“振發(fā)”號(hào),。“振發(fā)”號(hào)采用了低風(fēng)阻車(chē)身設(shè)計(jì)，整車(chē)高僅1.1米,，低于市面上絕大多數(shù)轎車(chē),。車(chē)上覆蓋6平方米的太陽(yáng)能電板，通過(guò)高效驅(qū)動(dòng)電機(jī),，最高速度可達(dá)每小時(shí)130公里,。在理想光照條件下，純太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)車(chē)速也可以達(dá)到70公里,，行駛里程達(dá)到300公里,，“可以努力實(shí)現(xiàn)全太陽(yáng)能完成分站賽。”張老師說(shuō),，最重要的是,，“振發(fā)”號(hào)的車(chē)身重量降到了只有175公斤，比之前的“光梭”號(hào)足足輕了100公斤,。
再次參賽：依靠太陽(yáng)能行駛1823公里
今年10月6日,，北理工參賽車(chē)隊(duì)一共13人帶著“振發(fā)”號(hào)太陽(yáng)能車(chē)，抵達(dá)澳大利亞北部城市達(dá)爾文,。車(chē)隊(duì)包括4位教師,、9位研究生。他們的背后,，還有8人團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)提供強(qiáng)力后援,。10月初的南半球剛剛告別冬天不久，但在靠近赤道的澳大利亞,，陽(yáng)光已經(jīng)熱情似火,。來(lái)不及欣賞澳洲大陸風(fēng)情，團(tuán)隊(duì)就投入了緊張的備戰(zhàn),。
按照賽事規(guī)定,，太陽(yáng)能車(chē)上路前還需要通過(guò)靜態(tài)車(chē)檢和動(dòng)態(tài)車(chē)檢，以確認(rèn)車(chē)輛的重量,、動(dòng)力符合比賽要求,。一通檢查下來(lái)，幾乎所有非英語(yǔ)國(guó)家的車(chē)隊(duì)都出現(xiàn)了問(wèn)題,，“每天上午8點(diǎn)到下午5點(diǎn)為車(chē)輛行駛參賽時(shí)間,，剩余的休整時(shí)間車(chē)輛是可以停下來(lái)充電的,，我們以為這時(shí)候可以把太陽(yáng)能板卸下來(lái)充電，沒(méi)想到規(guī)則并不允許,。”張幽彤說(shuō),，這直接導(dǎo)致整個(gè)車(chē)頂太陽(yáng)能板的安裝工藝需要重新調(diào)整，“團(tuán)隊(duì)跟瘋了一樣,，分幾路,，進(jìn)超市，逛雜貨市場(chǎng),，在當(dāng)?shù)氐教幉少?gòu)各種零配件進(jìn)行改裝,，終于在開(kāi)賽前讓車(chē)輛符合了要求。”雷磊說(shuō),。
10月18日,，“振發(fā)”號(hào)從達(dá)爾文正式出發(fā)。在它前面的是一輛先導(dǎo)車(chē),、一輛護(hù)衛(wèi)車(chē)（裁判在車(chē)內(nèi)）,，在它后面是一輛拖車(chē),，防止“振發(fā)”號(hào)意外趴窩或者無(wú)法在天黑前趕到分站點(diǎn),。“振發(fā)”號(hào)的駕駛由張老師和兩位研究生輪番完成，這顯然不是一個(gè)好差事,。為了盡可能地節(jié)約能源,，車(chē)內(nèi)沒(méi)有空調(diào)也沒(méi)有電風(fēng)扇，只有很小的通風(fēng)口,，“比賽允許我們開(kāi)窗前行,，但沒(méi)有人會(huì)這么干，因?yàn)闀?huì)增加風(fēng)阻,，消耗大量能源,。”張老師說(shuō)。
從達(dá)爾文一路向南,，不少路段是雙向單車(chē)道,。行駛在路上，經(jīng)常迎面遭遇四節(jié)車(chē)廂,、當(dāng)?shù)靥?hào)稱“陸地火車(chē)”的360噸位大貨車(chē),，“與之相比我們4.5米長(zhǎng)、1.8米寬的太陽(yáng)能車(chē)就像是一個(gè)玩具,，好幾次感覺(jué)‘擎天柱’就要碾過(guò)來(lái)了,。”張幽彤說(shuō)。而在雷磊看來(lái),，上廁所也是一件不容易的事,，白天光照好,，太陽(yáng)能車(chē)動(dòng)力足，誰(shuí)都希望多趕路,，提高比賽成績(jī),，“所以我們?cè)诎滋毂荣悤r(shí)盡量少喝水或者不喝水，到了分站點(diǎn)駐扎休息時(shí)再喝,。”
經(jīng)過(guò)6天共計(jì)57小時(shí)的艱苦跋涉,，“振發(fā)”號(hào)終于順利抵達(dá)終點(diǎn)阿德萊德。他們?nèi)坦灿?823公里完全依靠太陽(yáng)能完成賽事,，尤其是前兩個(gè)分站段,，都是自主完成賽事，沒(méi)有依靠拖車(chē),。
在張幽彤看來(lái),，車(chē)檢和比賽過(guò)程中與組委會(huì)技術(shù)官員和各國(guó)高水平參賽隊(duì)伍的交流，讓隊(duì)員們?cè)谠O(shè)計(jì)技術(shù),、駕駛策略,、團(tuán)隊(duì)組織和運(yùn)作等方面都獲益匪淺。他說(shuō),，他們會(huì)堅(jiān)持繼續(xù)參賽,，下一步將改進(jìn)車(chē)輛的整體設(shè)計(jì)和電機(jī)效率，讓車(chē)跑得更快,、更遠(yuǎn),，最終實(shí)現(xiàn)真正的實(shí)用化，讓太陽(yáng)能車(chē)進(jìn)入千家萬(wàn)戶,。
原文鏈接：【北京晚報(bào)】“中國(guó)造”太陽(yáng)能車(chē)穿越澳大利亞
